摘要：摩托车造型又是一门兼跨机械工程、人体工程、空气动力、美学等多个领域的学科，具有科学性、实用性、艺术性、时代性及大批量生产的特征。因此，摩托车造型不是单纯的艺术设计，而是多方面内在与外在因素有机结合的具体反映，这些因素的运用不仅体现在产品造型过程中，还反映在产品的总体设计、结构设计、成本分析、零部件设计等摩托车设计全过程，并涉及生产工艺、质量管理、市场销售等诸多方面。只有充分体现上述特征，才能创造出实用、经济、美观的造型。本文分析了摩托车覆盖件设计原则，并提出利用三维设计及逆向设计的设计方法。
关键词；摩托车；覆盖件；设计方法
一、摩托车覆盖件设计原则要求
1.整体布置
整体布置要求首要考虑覆盖件与车架、前后轮总成、发动机、方向把之间的位置关系，其次考虑操纵方便性、维修方便性、装配方便性、人机工程（骑乘三角、仪表可视角度、五大开关操作方便性）等。下面按图1示意进行简单说明。需要与车架保持一定间隙的部件主要有:工具箱、脚踏板、中心盖和左右侧盖。工具箱上部(图1中A区域)要留出与车架前立管的间隙，并考虑工具箱的周边及电器件布置所需要的结构空间，工具箱下部中间突起区域(图1中B区域)，除了留出与车架主管的必要间隙外，还要考虑车架号码牌的位置和间隙，在保证必要空间的基础上，还要尽量使该突起区域向中心面收窄，以确保两侧搁脚处的面积。
踏板车整车总体布置对覆盖件造型的要求 图1
对于不直接发生装配关系的零件，要保证以下间隙：（1）不相对运动的零件之间，间隙≥5mm；（2）一个运动，一个不运动的两个零件之间，间隙≥10mm；（3）两个零件相对运动，建议间隙为15mm以上。对于有压缩和旋转的零部件，如前后轮总成并前后减震器，不能只考虑极限位置，需对运动范围内的轨迹进行充分检查。
2．结构设计要求
结构设计指设计上实现各部件间及覆盖件与车架间连接的各种机构，如沉孔、凸台、翻边、挂钩、沟槽和卡扣、安装柱等所需表面空间及内部间隙要求。在结构设计前，需先确定各零件的材料、装配顺序、各零件的拔模方向、基础壁厚。覆盖件的结构设计方案不是唯一的，具体到每个固定点上都可能有多种结构方式，在造型允许情况下，一般选择简单、有效、成本低的方式。
二、覆盖件设计要点
1.原型表面数据采集
数据采集是指从已有原型获取表面点的三维坐标信息，分为接触式和非接触式两种。接触式比较常用的是三坐标测量机适合于一般几何形体测量，如平面、圆、圆柱、圆锥和圆球等的测量，测量探头容易磨损，测量速度慢。非接触测量采用激光、结构光等方法，测量速度快，适合测量具有复杂曲面的工件，而且不会对测量表面产生损坏。针对摩托车覆盖件体积大、测量数据多的特点，采用 3D Scanners 非接触式激光扫描仪进行测量。
由于激光扫描仪存在着扫描“死点”，另外覆盖件曲面较为复杂，曲面数据无法一次性扫描得到，这就需要移动或旋转零件，对物体的不同区域进行测量然后拼合组成，并把测量结果直接变换到目标坐标系，以点云图的形式输出，在覆盖件表面设置多个定位球为不同方位扫描时参考，以便下一步数据合并时作为基准。
2.数据处理
通过扫描仪采集到的数据非常多,存在许多重复测量的数据,同时由于环境影响如震动及噪声等,会出现一部分误差较大的数据,所以在进行曲面重构之前必须进行数据处理。将点云导入到CATIA数字化外形编辑器模块中,然后进行点云处理。点云处理包括删除点云、过滤点云、局部提取、点云复位、合并点云等。对于高密度点云,由于存在大量的冗余数据,有时需要对点云进行过滤处理,过滤点云是将过于密集的点云移去一定比例的点,以减少数据的数量。图3
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油泥车采集点云数据 图3
点云处理的最后一步是生成网格化点云,网格化点云质量的好坏直接影响到点云的分块,而对最终生成的曲面也有一定的影响。正确建立个点之间的拓扑关系,形成三角平面片是网格化点云的关键。另外在曲面平坦的范围内要合理减少三角平面片数量,在曲面曲率比较大的范围内合理增加三角平面片的密度。
3.曲面模型的建立
建一个模型之前,首先应考虑整个模型的结构,然后再着手编辑曲面。通常模型的结构是由平滑曲面与平滑曲面相交,经过延伸、修剪、圆角过渡后得到符合要求的曲面。曲面生成的常用方法有扫掠、多截面曲面、桥接以及填充等,上述方法要根据实际情况灵活运用,尽量选择几何关系最简单的方法,以免造成曲面变形扭曲。曲面模型的建立不是可以一蹴而就的,而是需要经过反复调整,掌握曲面建模中的一些技巧和原则,可以起到事半功倍的作用。
三、覆盖件模具修改定型
1.覆盖件实物检测
摩托车覆盖件由模具制造出来后，需对试模样件进行多个检侧，特别是一些安装尺寸和配合结构，通常选用三坐标测量仪对产品关键尺寸计量，与设计值进行比对，查找问题;但对于覆盖件是大型覆盖件由于注塑工艺和材料因素，会产生一定的变形量，最好能用工装夹具或者在整车上固定号以防止产品变形，然后用光学测量仪对试模样件进行数据采集，再通过软件把测量数据与三维设计数据进行拼合对齐，通过动态颜色和差异误差分析等多个手段实现覆盖件的三维检侧，并形成报告反馈到模具修改中去，快捷实现覆盖件试模修改。
2.模具修改
覆盖件模具设计要考虑后期修改的可能，一般情况下模具中一些安装孔位要先做大一些，一些装配板厚度要做薄，安装卡扣与覆盖件配合之间都要预留一定的间隙，特别是模具分型面的设计更要为后期修模预留一定空间，如后侧盖的修模，由于与后扶手安装间隙增加，使后扶手的安装面降低了2 mm，模具设计时已考虑到可能会出现这种可能，所以分型面预留了修改空间，只需在模具的模芯铣切一块就可修改成功。
结束语：综上所述，摩托车造型设计是一个跨学科的创造过程，所涉及的领域较多，以上仅在机械工程方面从设计、生产、性能、品质4个方面简单叙述了覆盖件造型中应满足的工程要求，这4个方面的要求是逐步提高又相互交叉。设计和生产牵涉到企业的方方面面，而性能和品质更牵涉到用户和市场，其中品质要求是所有要求中最苛刻的，反映出一款车的整体质量水平，更体现了一个企业致力于为用户提供有价值产品的理念。
参考文献：[1]吴栋华,许晨杰,黄靖.摩托车覆盖件设计方法研究(2)[J].摩托车术,2016(01):45-50.
[2]吴栋华,许晨杰,黄靖.摩托车覆盖件设计方法研究(1)[J].摩托车技术,2015(12):48-51.