《装备制造技术》2019年第11期
0引言
在现今以曲线为美的大众审美阶段，乘用车汽车侧窗造型更为丰富，曲面更饱和。侧窗玻璃多采用双曲面玻璃。在初始造型设计阶段，汽车车窗玻璃曲面以点云方式形成，该方式形成的曲面，面上各点曲率各不相同，从工程方面无法实现。如何在满足造型要求下，实现工程制造，这是本文探讨的实现方法——
—将不规则的点云面拟合成为规律的双曲率曲面，获得规律的玻璃面，从而满足工程制造要求[1]。
柳州五菱1车门玻璃面类型
车门玻璃面是整车造型的重要组成部分，对整车风格及周边零件影响较大，因此造型设计阶段应尽早确定玻璃面类型。车门玻璃面为凸曲面，分为单曲率、双曲率两种。单曲率玻璃面仅在升降运动方向有弧度，造型简单，外观平直，主要应用于货车、客车。双曲率玻璃面在整车长度及升降运动方向都有弧度，造型更为丰富，外观更为饱满，主要应用于对造型要求多变的乘用车。
2双曲率车门玻璃特点
双曲率玻璃在整车长度及升降运动方向都有弧度，在进行升降运动时，将有2种运动的组合：车高上下的转动及车长前后的移动。这种运动轨迹特点与螺旋线相同，可近似看作螺旋运动，便于后期的运动分析。
对于双曲率玻璃，国内工程研究大多以规律曲面为拟合目标，采用容差方式实现玻璃曲面的拟合，获得高度近似的玻璃曲面。目前国内主要采用圆环面、腰鼓面为拟合目标曲面，从中截取拟合状态良好的曲面作双曲率汽车车窗玻璃。
随着人民生活水平的提高，物质需求也相应多样化，对汽车的要求不限于性能，对外观造型有更高的审美要求，而双曲率玻璃的应用可更大实现客户的要求。但双曲率玻璃的升降运动是复杂的合成运动，电机驱动玻璃沿导轨导槽运动过程中，玻璃曲面不能产生过大的传动，否则将导致玻璃升降困难甚至玻璃因受力过大而被压碎[1]。
3圆环面拟合双曲率玻璃方法
双曲率玻璃一般采用圆环面或者腰鼓面进行拟合。本文介绍采用圆环面拟合的汽车侧窗玻璃拟合方法，为工程技术人员开发侧窗玻璃及其升降器提供参考。
按照常规汽车开发流程，车门玻璃面先由造型部门制定发出，对应的车门工程师对玻璃面进行检查、
拟合，将拟合后的玻璃面返回造型，造型确认后再进行冻结发布。后续设计将根据该发布的玻璃面开展。
可以将侧窗玻璃的运动及造型分为2个方向考虑：车长方向、车高方向。侧窗造型在车长方向与整车腰线协调，腰线可视为该方向的重要特征线，在车高方向与门框及门板协调。侧窗玻璃的运动为车高
双曲面玻璃拟合方法
周云，张政益，陈术，高凯
（柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州545007）
摘要：现今乘用车汽车的侧窗玻璃多为双曲面玻璃，但在初始开发阶段，玻璃面的输入为造型的点云面。介绍一种双曲面玻璃的拟合方法，利用软件，采用圆环面与造型点云面进行拟合，获得双曲面玻璃面，进而获得汽车侧窗玻璃数据。
关键词：汽车侧窗玻璃；圆环面；拟合
中图分类号：U463文献标识码：A文章编号：1672-545X（2019）11-0067-02
收稿日期：2019-08-23
作者简介：周云（1990-），女，广西兴业人，本科，工程师，主要从事开闭件产品开发。
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Equipment Manufacturing Technology No.11，2019
The Method of Fitting Hyperboloid Glass
ZHOU Yun ，ZHANG Zheng-yi ，CHEN Shu ，GAO Kai
（Liuzhou Wuling Motors Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi 545007，China ）
Abstract ：Nowadays ，the side window glass of vehicle is mostly hyperbolic glass .However ，in the initial develop -ment stage ，the input of glass surface is points cloud data.This paper introduces a method of fitting hyperbolic glass.Using software ，torus and points cloud model are used to fit to obtain the hyperbolic glass surface ，and
then ，the window glass data are obtained.
Key words ：warehouse ；side window glass of vehicle ；torus ；hyperbolic
上下转动及车长前后移动的组合，运动轨迹类似螺旋线，螺旋线可视为运动特征线。因此，可以利用这两根特征线进行玻璃拟合。
双曲率玻璃有两个方向曲率，可视为车长、车高两个方向。由造型获得初始CAS 面后，腰线为车长方向重要造型特征线，可利用腰线拟合出双曲率玻璃车长方向的曲率R ，即大圆弧线。而另一方向曲率，可借用辅助面交线拟合。参照两曲率圆弧线互相垂直，选取整车H 点为参考点，由该2个参数做辅助平面，辅助平面与大圆弧线垂直。辅助平面建立后，与玻璃CAS 面相交，拟合该相交线即可获得玻璃另一方向曲率r ，即小圆弧线[2]。将小圆弧线沿大圆弧线扫略，即可获得圆环面，如图1所示。按照边界从圆环面截取相应曲面，即可获得拟合的双曲率玻璃面。
在拟合过程中，除了考虑尽量贴合造型设计面，
同时要考虑工程制造可行性。（1）为了获得良好的贴合状态并尽量贴合造型，拟合的玻璃面与造型CAS
面的面差不宜超过2mm ，面差越小贴合状态越好，越贴近造型；（2）为降低工程制造难度、成本，提高可行性，推荐大圆弧曲率R ≥20000mm ，小圆弧曲率
r ≥1500mm ，曲率过小，对于制造要求越高，对于车门的空间布置也会不利。所以，获得拟合状态良好的圆环面对下一步设计工作有重要作用[3]。
当获得贴合状态良好的圆环面后，接下来即可进行车窗玻璃面的截取。根据对玻璃大小边界的需求，从圆环面裁剪对应位置曲面，即可获得双曲率车窗玻璃面。建议将原造型车窗玻璃面的边界曲线投影至圆环面，适当偏置延长曲线后，再次投影至圆环面，根据投影线裁剪圆环面获得双曲率车窗玻璃面。
4总结
双曲面玻璃的拟合方法并非固定一两种，可以根据其规律特点，结合拟合的软件工具命令，调整拟合方式，最终获得满足一定技术要求和特性的数据数模。当然，新的拟合方式需要进行工程验证，在验证中汲取经验，为后续的工程设计提供良好的参考。
参考文献：
[1]雷雨成，张平，陈寿昌，等.双曲率车门玻璃的圆环面拟合方法[J].汽车工程，2005，27（5）：623-625.
[2]刘晶，彭丹，杨平.双曲率玻璃面优化拟合方法研究[J].企业科技与发展，2016，411（1）：98-101.
[3]陈文来.汽车造型设计中的玻璃面拟合研究[J].轻型汽车技术，2015（4）：37-41.
图1圆环面拟合汽车侧窗双曲面
玻璃
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