隨著汽車“新四化”的發(fā)展,車燈在實現(xiàn)照明功能的同時,還將通過與攝像頭、導(dǎo)航以及雷達技術(shù)的融合,增強車與車、車與人之間的“信息”溝通與互動。而反光碗(即車燈內(nèi)部的凹面結(jié)構(gòu))作為車燈的組成部件中的光學(xué)件,在聚光和車輛識別度上發(fā)揮著重要作用。本文將介紹其中一款反光碗(如下圖所示)的主要構(gòu)成和關(guān)鍵設(shè)計步驟,快來一起學(xué)習(xí)一下吧!
反光碗
反光碗結(jié)構(gòu)分析
通過對該反光碗進行拆分得知,其要由光學(xué)面、安裝腿和條紋三個部分組成,如下表所示。
反光碗結(jié)構(gòu)
其中,光學(xué)部分是實現(xiàn)光形的核心部分,譬如截止線的產(chǎn)生就依賴于光學(xué)面。在下文中,我們將在光學(xué)部門完成的光學(xué)面基礎(chǔ)上,進行縫面及長實體設(shè)計。安裝腿是反光碗和其他零部件的連接緊固件,使其成為一個整體。修飾部分主要是防止LED燈產(chǎn)生眩光導(dǎo)致安全事故,并起到美化作用。
下面,我們就開始了解和學(xué)習(xí)反光碗主要部件的設(shè)計過程吧。
光學(xué)面設(shè)計
第一步:對光學(xué)部門輸入的光學(xué)面進行處理,使光學(xué)面具有可生產(chǎn)性。未經(jīng)處理的光學(xué)面是不帶拔模斜度的,不符合注塑生產(chǎn)的工藝要求。我們主要使用曲面工具欄的“延伸”命令、“交叉修剪”命令和造型工具欄的“草繪”命令、“掃掠”命令,對原始面進行延伸及搭接,我們將此面命名為“A面光學(xué)面”。
對光學(xué)面進行延伸及搭接
接著,定義拔模方向和拔模的角度,以確保該產(chǎn)品在注塑時能夠順利出模。我們通過草繪來定義拔模方向,當拔模方向發(fā)生更改時,只需修改草圖就可快速得出相對應(yīng)的結(jié)果。如下圖所示,當前拔模方向是沿著X軸偏移5°,如果要調(diào)節(jié)成3°,只需要修改其約束條件即可。
通過草繪定義拔模方向
第二步:生成反光碗背面的光學(xué)面。具體生成步驟與生成A面光學(xué)面相類似,不過我們要使用曲面工具欄的偏移命令,對延伸后的A面光學(xué)面按照壁厚進行偏移,如PC材料的常用壁厚2.5mm,我們就偏移2.5mm,偏移后再進行搭接。我們將此面命名為“B面光學(xué)面”。
B面光學(xué)面
第三步:定義整個反光碗的整體大小。在造型工具欄中,通過草繪來繪制輪廓,再用拉伸生成邊界。
通過草繪定義邊界輪廓,再進行拉伸
第四步:將光學(xué)面實體化。在曲面工具欄中,對A面、B面按照第三步定義的輪廓邊界進行交叉修剪,生成實體。至此,我們就完成了光學(xué)面的設(shè)計。
生成的光學(xué)面實體
安裝腿設(shè)計
設(shè)計完光學(xué)面后,我們接著對安裝結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。由于安裝腿的設(shè)計方法一致,下面我們只列舉其中一個安裝腿的具體設(shè)計過程。
第五步:定義安裝腿大小。在造型工具欄中,利用草繪在YZ平面繪制輪廓。
繪制的輪廓
第六步:生成翻邊及基體(一般是基礎(chǔ)壁厚)。翻邊是為了加強反光碗的強度,防止汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動導(dǎo)致反光碗斷裂。我們使用造型工具欄中的拉伸命令對步驟五繪制的輪廓進行拉伸,這個尺寸根據(jù)反光鏡的大小而定,在此案例中是50mm。接著根據(jù)拔模軸的方向進行拔模,為了滿足生產(chǎn)的要求,這里給的是3度(PC材料)。最后按照整體的壁厚2.5mm進行抽殼,生成翻邊和基體。
對輪廓進行拉伸、拔模和抽殼
第七步:生成定位孔。反光碗通常是塑料產(chǎn)品,塑料件不可避免會存在變形問題,定位孔的作用在于確保產(chǎn)品能夠順利安裝。在造型工具欄中,利用草繪設(shè)計定位孔,一般是一個圓孔,一個腰孔。根據(jù)定位筋的大小,限位的位置留0.1mm的間隙。這里畫的是直徑為5mm的圓孔和腰孔,兩者之間的中心間距是11mm。接著將草繪拉伸成實體(拉伸的長度只需要超過壁厚即可),最后和主體進行布爾減運算,生成我們所需要的安裝結(jié)構(gòu)。到這里,安裝腿的設(shè)計就已完成了。
生成所需要的安裝結(jié)構(gòu)實體
條紋設(shè)計
完成光學(xué)面和安裝腿的設(shè)計后,反光碗的基本結(jié)構(gòu)就已全部完成。接下來的工作,主要是針對注塑生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的缺陷和LED發(fā)光時產(chǎn)生的眩光做一些結(jié)構(gòu)件來對其進行遮擋和改善。條紋結(jié)構(gòu)就是經(jīng)常使用的一種結(jié)構(gòu),常用條紋截面如下圖所示。步距決定條紋間的疏密度,條紋的高度則由厚度決定,此案例中步距是2mm。
條紋結(jié)構(gòu)的橫截面
第八步:定義條紋高度及中心線。利用曲面工具欄的“偏移面”功能對反光碗的底部區(qū)域面按照條紋的厚度0.3mm進行偏移,定義條紋的高度。接著再用線框工具欄的“繪制曲線”功能,繪制所需要的中心線(中心線的長度與條紋的長度一致)。具體操作步驟如下圖所示:
目標曲線
第九步:條紋實體化。利用造型工具欄的“桿狀掃掠”功能,將條紋中心線旋轉(zhuǎn)生成單條條紋實體。
單條條紋實體
第十步:利用造型工具欄的“陣列”功能對單條條紋按照2mm步距進行陣列,生成最終所需要的條紋結(jié)構(gòu)。
條紋
第十一步:利用造型工具欄的“布爾運算”功能,將各個部分進行布爾相加,得出最終反光碗的模型。
最終反光碗模型
到這里,整個反光碗的設(shè)計工作就已經(jīng)全部完成了。中望3D強大的草圖和建模功能,讓反光碗的設(shè)計過程變得便捷、高效。不知道你掌握了沒有?