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隨著汽車(chē)“新四化”的發(fā)展，車(chē)燈在實(shí)現(xiàn)照明功能的同時(shí)，還將通過(guò)與攝像頭、導(dǎo)航以及雷達(dá)技術(shù)的融合，增強(qiáng)車(chē)與車(chē)、車(chē)與人之間的“信息”溝通與互動(dòng)。而反光碗（即車(chē)燈內(nèi)部的凹面結(jié)構(gòu)）作為車(chē)燈的組成部件中的光學(xué)件，在聚光和車(chē)輛識(shí)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(jì)步驟，快來(lái)一起學(xué)習(xí)一下吧！

圖1.反光碗   

-反光碗結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)對(duì)該反光碗進(jìn)行拆分得知，其要由光學(xué)面、安裝腿和條紋三個(gè)部分組成，如下表所示。

表1. 反光碗結(jié)構(gòu)

其中，光學(xué)部分是實(shí)現(xiàn)光形的核心部分，譬如截止線的產(chǎn)生就依賴(lài)于光學(xué)面。在下文中，我們將在光學(xué)部門(mén)完成的光學(xué)面基礎(chǔ)上，進(jìn)行縫面及長(zhǎng)實(shí)體設(shè)計(jì)。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(gè)整體。修飾部分主要是防止LED等產(chǎn)生眩光導(dǎo)致安全事故，并起到美化作用。

下面，我們就開(kāi)始了解和學(xué)習(xí)反光碗主要部件的設(shè)計(jì)過(guò)程吧。

-光學(xué)面設(shè)計(jì)

第一步：對(duì)光學(xué)部門(mén)輸入的光學(xué)面進(jìn)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(duì)原始面進(jìn)行延伸及搭接，我們將此面命名為“A面光學(xué)面”。

圖2.對(duì)光學(xué)面進(jìn)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(shí)能夠順利出模。我們通過(guò)草繪來(lái)定義拔模方向，當(dāng)拔模方向發(fā)生更改時(shí)，只需修改草圖就可快速得出相對(duì)應(yīng)的結(jié)果。如下圖所示，當(dāng)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。

圖3.通過(guò)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(lèi)似，不過(guò)我們要使用曲面工具欄的偏移命令，對(duì)延伸后的A面光學(xué)面按照壁厚進(jìn)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(jìn)行搭接。我們將此面命名為“B面光學(xué)面”。

圖4.B面光學(xué)面

第三步:定義整個(gè)反光碗的整體大小。在造型工具欄中，通過(guò)草繪來(lái)繪制輪廓，再用拉伸生成邊界。

圖5.通過(guò)草繪定義邊界輪廓，再進(jìn)行拉伸

第四步:將光學(xué)面實(shí)體化。在曲面工具欄中，對(duì)A面、B面按照第三步定義的輪廓邊界進(jìn)行交叉修剪，生成實(shí)體。至此，我們就完成了光學(xué)面的設(shè)計(jì)。

圖6.生成的光學(xué)面實(shí)體 

l  安裝腿設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)完光學(xué)面后，我們接著對(duì)安裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于安裝腿的設(shè)計(jì)方法一致，下面我們只列舉其中一個(gè)安裝腿的具體設(shè)計(jì)過(guò)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。

圖7.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(qiáng)反光碗的強(qiáng)度，防止汽車(chē)在行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)導(dǎo)致反光碗斷裂。我們使用造型工具欄中的拉伸命令對(duì)步驟五繪制的輪廓進(jìn)行拉伸，這個(gè)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(jìn)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(jìn)行抽殼，生成翻邊和基體。

圖8.對(duì)輪廓進(jìn)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(huì)存在變形問(wèn)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(jì)定位孔，一般是一個(gè)圓孔，一個(gè)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(huà)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(shí)體（拉伸的長(zhǎng)度只需要超過(guò)壁厚即可），最后和主體進(jìn)行布爾減運(yùn)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(jì)就已完成了。

圖9.生成所需要的安裝結(jié)構(gòu)實(shí)體

l  條紋設(shè)計(jì)

完成光學(xué)面和安裝腿的設(shè)計(jì)后，反光碗的基本結(jié)構(gòu)就已全部完成。接下來(lái)的工作，主要是針對(duì)注塑生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷和LED發(fā)光時(shí)產(chǎn)生的眩光做一些結(jié)構(gòu)件來(lái)對(duì)其進(jìn)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。

圖10.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(duì)反光碗的底部區(qū)域面按照條紋的厚度0.3mm進(jìn)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(zhǎng)度與條紋的長(zhǎng)度一致）。具體操作步驟如下圖所示：

   圖11.目標(biāo)曲線

    第九步：條紋實(shí)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(shí)體。

  圖12.單條條紋實(shí)體

     第十步：利用造型工具欄的“陣列”功能對(duì)單條條紋按照2mm步距進(jìn)行陣列，生成最終所需要的條紋結(jié)構(gòu)。

圖13.條紋

    第十一步：利用造型工具欄的“布爾運(yùn)算”功能，將各個(gè)部分進(jìn)行布爾相加，得出最終反光碗的模型。

圖14.最終反光碗模型

到這里，整個(gè)反光碗的設(shè)計(jì)工作就已經(jīng)全部完成了。中望3D強(qiáng)大的草圖和建模功能，讓反光碗的設(shè)計(jì)過(guò)程變得便捷、高效。不知道你掌握了沒(méi)有?
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