基于CATIA二次开发的汽车雨刮器轴线优化设计

王国文

摘 要：基于CATIA二次开发平台，优化了汽车雨刮器轴线设计。针对雨刮器轴线设计要求，采用画法几何方法找到相对优化的轴线，再利用二次开发技术进行遍历寻找，找到轴线最优解。

关键词：CATIA二次开发;攻角;雨刮摆轴轴线

1 引言

在汽车雨刮器设计中有一项非常重要的工作是确定雨刮器输出轴轴线角度。输出轴角度直接影响雨刮片在玻璃上的攻角分布情况，而攻角分布是影响雨刮片刮刷质量的关键性因素，同时如果两根轴线设计不当，还会影响后期雨刮器四连杆机构的布置。以往轴线角度采取的是手工调整来寻找，效率低下，同时往往找到的轴线并非最优解，影响到后期的开发工作，甚至会导致整个雨刮器重新进行设计。本文介绍了一种雨刮器轴线的优化方法，并利用CATIA二次开发技术快速的进行最优解的求解，极大的提升了设计效率。

2 轴线布置要求

在雨刮同步开发中，先根据输入的玻璃布置刮片摆放，刮刷角度及轴线位置（图1所示），同时轴线角度在设计过程中需要满足以下条件：

（1）刮片起始位置攻角要求-4°～-6°，中值为-5°

（2）刮片上极限位置攻角要求3°～5°，中值为4°。

（3）主副轴线夹角≤7°

（4）刮臂抬升角≤5°

3 轴线优化设计方法

3.1 优化方法

采用画法几何方法，可以分别画出主副驾轴线，两根轴线能够既满足刮片起始位置攻角中值5°，也能满足刮片上极限攻角中值4°。由于这样画出来的轴线只考虑了各自的刮刷区域，没有关联性，这样无法保证两根轴线之间的夹角，这个时候需要引入刮臂扭角参数。刮臂扭角的增加可以保证不改变攻角分布的情况下改变轴线的角度，这样通过匹配不同的主副驾扭角值来优化主副驾轴线夹角，在优化过程中同时还考虑抬升角的大小，采用CATIA二次开发技术，将所有满足要求的轴线找到，然后进行排序，这样就可以找到已知条件下的最优轴线。在二次开发过程中特别要注意，轴线的角度方向可能会出现反方向，在程序设计过程中需要增加防错功能，输入参数的时候只管角度大小，系统通过车身坐标系等，自动建模识别角度方向，避免出错。

3.2 优化设计步骤

利用CATIA提供的自动化对象编程接口（V5 Automation），用Visual Basic进行自动化对象编程，自动构建所需要的几何元素，然后使用测量对象（Measurable），获取几何角度，点坐标等相关参数，循环判断再求解。

4 实例设计

某车型提供了玻璃，刮刷区域和初始输出轴轴线，原轴线攻角都不理想，需要对输出轴轴线进行优化，如图3所示，轴线攻角不满足设计要求起始-4～-6°，极限位置3～5°，且两轴线夹角已经大于7°，过大的轴线夹角会导致后期机构校核时连杆翻转角过大，有连杆脱落风险，必须要对其进行优化。

经过二次开发，我们可以在开发平台上直接设置相关参数，系统自动计算出所需轴线的参数，如图4、图5可以看到，优化的轴线显示攻角在理论中值，两轴线夹角也得到了改善，抬升角也在要求范围内。

5 结语

通過CATIA二次开发平台，可以实现雨刮轴线的快速优化，找到既定条件下的最优轴线，极大的提高了设计效率。

参考文献：

[1]吴栋臣.基于CATIA二次开发的汽车雨刮器四连杆机构参数化设计[J] 工业技术创新 2095-8412（2018）01-047-04.

[2]胡挺，吴立军.CATIA二次开发 技术基础[M] 电子工业出版社 2006年.