摘要：汽车造型设计是汽车开发流程中的一个重要环节，随着计算机技术和信息技术的快速发展，对车身的数学模型质量要求越来越高。本文不仅提出了A级曲面的定义和要求，而且还详细介绍了A级曲面如何生成，如何检测质量。通过对汽车设计流程中的A级曲面质量控制，既可显著提高设计质量，又可为后续的结构设计、工程分析、工艺分析和模具制造等提供理论依据，缩短开发周期，保证开发节奏顺利进行。

    在汽车工业不断发展的今天，计算机新技术不断应用及人们消费需求的不断变更，促使汽车工业要努力缩短产品生命周期，不断推陈出新，以便在激烈的市场竟争中取得主动权。在汽车造型阶段的关键是向后续环节提交汽车车身的数字化外形模型—A级曲面模型，经使得后续结构设计、工程分析、样车制造和模具制造等环节，有统一化的依据而提前启动并逐步展开工作。

    1 A级曲面的定义
    汽车A级曲面是指满足设计审美要求、曲面内部质量要求、工程布置及后续结构设计要求和模具制造工艺要求的可见车身外表面。
    2 构建A级曲面的前提条件
    确定整车的坐标基准，避免基准点变换造成零件公差加大。尺寸偏大给整车匹配带来的麻烦较大，间隙和面差不合格且原因查找较为困难，因此保证尺寸精度是每个汽车制造企业追求的目标。
    全车的玻璃必须是规则几何体，并且能够保证运动。玻璃与周围件的匹配关系很复杂，项目前期必须确定好玻璃的曲率、与雨刮的配合及玻璃成型问题。前风挡玻璃与顶蓬间距、A柱的间距、与内饰仪表板搭接以及与仪表板上的安全气囊都有一定的关系。
    整车油泥模型制作或者模型加工样车必须有参考样车的断面，才能保证整车总布置尺寸要求。油泥模型或者模型加工样车细节特征交代清楚，大的表面平整光顺，相关硬点的安装位置准确，整车硬点尺寸关系的保证。

    3 A级曲面的光顺原则
    A级曲面的光顺原则：汽车外车身表面中的高可见区域，包括发动机罩、叶子板、前后保险杆、前后车门、A柱、B柱、C柱、顶盖、侧围以及内饰件中的可见区域等零件，曲面的质量要达到3阶曲率连续，局部少可见区达到2阶曲率以上连续。
    特征具有可扩展性和编辑性。制作的曲面都必须是Bezier曲面（即UV两个方向上是单补片的B样条曲面）。曲面的边界超过零部件的边界，但是不能超过太多。这一方面是为基本曲面和周边曲面的过渡搭接做准备，另一方面也为后续的光顺或结构工程师延伸曲面用以满足实体建模、设训夸改、工艺补充面、钻模和夹具的需要。
    渐消的特征必须有实际的理论交线。在整车曲面中，有相当多的逐渐消失的特征，前保险杆与叶子板相接合处，因为有前雾灯布置了一些造型特征，在与叶子板接合处渐渐消失。消失的特征通常是有过渡面，最后是倒角与倒角相连接，基本的原则是倒角之前一定有实际的理论交线，这样倒角高光就不会扭曲。在这种情况下，再去微调控制点，就能保证消失的特征看起来自然、流畅。
    所有对称零件在Y＝0处的曲面曲率在3阶以上连续。在建模过程中，对称零件一般是只建一半数据，然后利用对称命令，镜像成一整个零件。一般情况下很容易忽视Y=0以上的3阶曲率变化，以顶蓬为例，先不要考虑分面，左右两边当成一个零件分成一大块曲面，调控制点来贴合点云时，在指令中把“symmetY这个选项勾上，在调整曲面过程中，左右两边者W一起来控制的，可以看到曲率梳完全对称。
    汽车车身零部件的边界必须光顺。整车的分件处理也是一项较复杂的技术，尽量避开分件线在特征面上，一是零件后期匹配不好，二是从外形上看，分件线会扭曲。还需要注意2点：一是边界曲线的对称；二是相配合的零部件之间的等距和等面差问题。
    所有种类的曲面，都满足以下要求：设计部门从美学角度通过的造型形状面数模要符合所有已知的结构工程、制造工程和人机工程标准，并且要满足所有的模具制造工程和工装夹具的要求。但在不改变风格基础上或造型能忍受的情况下，要尽力放宽曲面与测量点云或者模型样车之间的变化范围，以获得较好的曲面质量。

    4 A级曲面的要求
    汽车开发流程可以分为造型、工程和制造3个主要阶段。其中造型阶段又可细分为概念草图、彩色效果图、前期数字模型、油泥模型、造型冻结后扫描点云数据及A级曲面建模等。在汽车开发流程中A级曲面是造型阶段最终输出的三维数字模型，也是后续工程阶段产品结构的依据。A:汲曲面作为造型阶段对工程阶段的最终递交物，反映理论状态的造型特征和造型质量，在汽车开发流程中起到一个承上启下的桥梁作用。因此，A级曲面不仅需要反映设计师的设计意图，符合大众的审美需求，还需要满足后续工程结构设计、制造加工工艺等相关需求。

    对A级曲面的主要要求有以下几个方面：第一，扫描油泥模型得到的点云数据偏差在±2 mm内，如特殊部位与点云数据的偏差大于±2 mm，需经设计师确认；第二，曲面模型的连续性与其精度要求，车身和外饰主要造型曲面连续性的精度要求为G0≤0.002 mm、G 1≤0.05°;第三，曲面应为单一的日}eziert式；第四，曲面控制点应尽能有规律的排布，曲面的阶数应尽可能的简化，其U和V方向控制点的数量最多不应超过8x8;第五，汽车各个部件间的面差和间隙应满足DTS （DimernsionTechnology）的要求；第六，除后叶子橱由箱盖、后视镜等特殊部位外，其他各部件者随与汽车中心线、转向管柱中心线保持对称性；第七，曲面应满足模具成型要求的拔模角。

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