基于CATIA二次開發的汽車雨刮器軸線優化設計

王國文

摘 要：基于CATIA二次開發平臺，優化了汽車雨刮器軸線設計。針對雨刮器軸線設計要求，采用畫法幾何方法找到相對優化的軸線，再利用二次開發技術進行遍歷尋找，找到軸線最優解。

關鍵詞：CATIA二次開發;攻角;雨刮擺軸軸線

1 引言

在汽車雨刮器設計中有一項非常重要的工作是確定雨刮器輸出軸軸線角度。輸出軸角度直接影響雨刮片在玻璃上的攻角分布情況，而攻角分布是影響雨刮片刮刷質量的關鍵性因素，同時如果兩根軸線設計不當，還會影響后期雨刮器四連桿機構的布置。以往軸線角度采取的是手工調整來尋找，效率低下，同時往往找到的軸線并非最優解，影響到后期的開發工作，甚至會導致整個雨刮器重新進行設計。本文介紹了一種雨刮器軸線的優化方法，并利用CATIA二次開發技術快速的進行最優解的求解，極大的提升了設計效率。

2 軸線布置要求

在雨刮同步開發中，先根據輸入的玻璃布置刮片擺放，刮刷角度及軸線位置（圖1所示），同時軸線角度在設計過程中需要滿足以下條件：

（1）刮片起始位置攻角要求-4°～-6°，中值為-5°

（2）刮片上極限位置攻角要求3°～5°，中值為4°。

（3）主副軸線夾角≤7°

（4）刮臂抬升角≤5°

3 軸線優化設計方法

3.1 優化方法

采用畫法幾何方法，可以分別畫出主副駕軸線，兩根軸線能夠既滿足刮片起始位置攻角中值5°，也能滿足刮片上極限攻角中值4°。由于這樣畫出來的軸線只考慮了各自的刮刷區域，沒有關聯性，這樣無法保證兩根軸線之間的夾角，這個時候需要引入刮臂扭角參數。刮臂扭角的增加可以保證不改變攻角分布的情況下改變軸線的角度，這樣通過匹配不同的主副駕扭角值來優化主副駕軸線夾角，在優化過程中同時還考慮抬升角的大小，采用CATIA二次開發技術，將所有滿足要求的軸線找到，然后進行排序，這樣就可以找到已知條件下的最優軸線。在二次開發過程中特別要注意，軸線的角度方向可能會出現反方向，在程序設計過程中需要增加防錯功能，輸入參數的時候只管角度大小，系統通過車身坐標系等，自動建模識別角度方向，避免出錯。

3.2 優化設計步驟

利用CATIA提供的自動化對象編程接口（V5 Automation），用Visual Basic進行自動化對象編程，自動構建所需要的幾何元素，然后使用測量對象（Measurable），獲取幾何角度，點坐標等相關參數，循環判斷再求解。

4 實例設計

某車型提供了玻璃，刮刷區域和初始輸出軸軸線，原軸線攻角都不理想，需要對輸出軸軸線進行優化，如圖3所示，軸線攻角不滿足設計要求起始-4～-6°，極限位置3～5°，且兩軸線夾角已經大于7°，過大的軸線夾角會導致后期機構校核時連桿翻轉角過大，有連桿脫落風險，必須要對其進行優化。

經過二次開發，我們可以在開發平臺上直接設置相關參數，系統自動計算出所需軸線的參數，如圖4、圖5可以看到，優化的軸線顯示攻角在理論中值，兩軸線夾角也得到了改善，抬升角也在要求范圍內。

5 結語

通過CATIA二次開發平臺，可以實現雨刮軸線的快速優化，找到既定條件下的最優軸線，極大的提高了設計效率。

參考文獻：

[1]吳棟臣.基于CATIA二次開發的汽車雨刮器四連桿機構參數化設計[J] 工業技術創新 2095-8412（2018）01-047-04.

[2]胡挺，吳立軍.CATIA二次開發 技術基礎[M] 電子工業出版社 2006年.