我们很高兴启动一个新项目。 一步步地完成三轮电动车（GoBuggy）从设计到生产的整个过程 OnshapePTC 的云原生 CAD 和 PDM 平台。 项目的每个阶段都将以单独的博客文章形式呈现，您可以跟随项目的进展，逐步了解一个真实产品如何从最初的构想到最终成为可量产的车辆。
在开始自己的项目之前，如果您还没有尝试过 Onshape，可以使用下面的链接创建一个免费帐户或免费试用 Onshape Professional（其中包括 Simulation、CAM 和 Render Studio 等高级工具）6 个月。.
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故事 背后的 项目
2021年
这个项目可以追溯到2021年。它源于一个问题：我能自己造一辆车吗？我能用3D打印机制作车身吗？我能在家完成这辆车的制造吗？我能否尽可能简化结构，避免使用复杂的部件？我能否将整个项目开源，向创客爱好者展示完整的制造过程？
这款车的设计理念是尽可能降低车身高度，使其像卡丁车一样贴地，但同时又必须配备一套不会影响乘坐舒适性的悬挂系统。基于此，一款三轮混合动力车应运而生，它融合了卡丁车和越野车的特点，这也是“GoBuggy”这个名字的由来。.
2022年
2022年，我和四个朋友在短短两个半月内设计并制作了这个项目。然而，它存在一些不足之处，我想改进它们。只是当时我没有机会。.
2026年
我问了自己另一个问题。😊
我可以为我们造一辆车吗？我可以造一辆车，让我和妻子都能一起用吗？
为了实现这个梦想，我们将整个项目从 SOLIDWORKS 到了 Onshape。（我还会专门写一篇博文介绍迁移过程。）
首先，我想通过这个系列视频，一步步向大家展示我们是如何构建当前设计的。之后，我们将对设计进行修改，并 GoBuggy 共同打造
本系列节目将带给你什么？
在本系列节目中，我们将通过一个真实的项目，详细探讨现代产品开发工作流程的不同阶段，包括设计、分析、组装、生产准备、数据管理和修订流程。.
项目架构和文档结构
项目架构在项目启动时常常被忽略。如果跳过这个看似简单的步骤，随着项目推进，一旦开始处理版本、分支和修订，情况就会变得复杂起来。.
为了消除这种复杂性，最好在项目开始时就定义项目架构和文档结构。.
了解 Onshape的文档中心系统
在定义 Onshape之前，了解其系统架构很有帮助。Onshape 并非以模型为中心，而是以文档为中心。一个 Onshape 包含了与项目相关的所有零件、装配体、技术图纸、仿真研究、CAM 数据和渲染设置。您可以在单个文档中创建整个项目。.
但是，需要注意的是，版本和分支的创建是在文档级别管理的。如果将整个项目包含在单个文档中，那么当需要创建新版本时，就需要冻结并版本化该项目中的每个组件。这会使数据控制变得困难。.
组织多文档项目结构
为了防止这种情况发生，您可以在文件夹内使用多文档结构。.
如图所示，我们将项目划分为六个不同的部分。这种结构可以防止任何版本或分支影响整个项目。我们只收集相互关联的数据，即同一文档中一个部分的更改不会影响其他部分。.
- GoBuggy： 将在此文档中创建子程序集和主程序集。
- 底盘： 包含底盘、其技术图纸和切割清单的文件。
- 车身外观设计图： 包含汽车外壳设计的文件。
- 轮毂： 包含轮毂支架、轮廓和组件的文件。
- 定制加工零件： 该文件将包含悬架臂系统中使用的支架、扁钢、螺纹杆的设计，以及减震器系统中使用的型材的设计。
- 采购组件： 该文件将包含从市场上采购的现成标准组件，例如杆端、杆、双向/三向法兰、角连接器、减震器、车轮、轮毂电机、电池和座椅。
这种结构的另一个优点是，您可以将仅用于装配的现成零件（无法修改）直接作为已发布数据，并通过单独的文档进行管理。通过这种设置，版本、分支和修订管理变得更加可控。.
机箱配置文件选择
我们需要为底盘选择合适的型材。其中最关键的问题是：焊接底盘还是非焊接底盘？这个问题的答案取决于产品的用途。本项目的目标是面向创客，我们希望每个创客都能在家轻松组装。因此，我们最终决定选择非焊接型材。.
然而，我们仍然有很多选择。由于我们希望创建一个易于开发的开放式项目，因此决定采用 Sigma 型材（T 型槽挤压型材）。这样，我们就可以根据需要组装和拆卸所有部件，并且 在未来需要进一步开发时，可以利用 Sigma 型材的槽口轻松安装零件。
Sigma型材有多种尺寸可供选择，例如20×20、30×30、45×45和30×60。考虑到需要承载重物，我们选择了30×30的尺寸。该尺寸本身也分为轻型和重型两种。我们最终选择了30×30重型Sigma型材。.
如何创建自定义配置文件库？
我们为汽车底盘选择了合适的型材。现在，我们需要在底盘设计中使用完全相同的型材，因为在进行诸如载荷和碰撞测试等测试时，我们需要确保实际使用的型材几何形状和材料属性与最终产品完全一致。Onshape Frame 库中有很多选项。其中包含 30×30 Sigma 型材选项，但我们更倾向于使用 Heavy 型材 Onshape 而 Heavy 型材选项则不可用。因此，我们根据从制造商处获得的尺寸绘制了该型材的草图。.
Onshape 允许您使用任何文档中的草图作为框架轮廓。.
我们本来可以这样做，但由于我们希望项目建立在可控的基础上，所以我们决定创建我们自己的自定义配置文件库。.
管理自定义配置文件的版本控制
专业提示 （1:48-4:19）：要创建轮廓库，您的文档必须具有版本号。这样做完全是为了确保数据以受控的方式受到保护。版本号本质上是将您的数据冻结在某个状态。在传统的 PDM 系统中，这种状态称为只读。因此，即使将来对轮廓草图进行任何更改，您现有的数据仍将继续使用第一个版本。如果您希望使用新版本，则需要在文档中创建第二个版本。但请放心，即使您创建了第二个版本， Onshape 也不会自动执行更新。但是，它会通知您有新版本。您可以根据自己的喜好使用新版本。
专业提示： 您可以将新的轮廓几何体添加到用作库的文件夹中。如果您希望添加的轮廓出现在您的轮廓库中，则需要通过库文件夹执行更新操作。
使用标签添加切割清单属性
专业提示 （0:32/4:19）：使用标签功能，您可以在配置文件中添加要显示在切割列表中的详细信息，例如配置文件的尺寸和将生产该配置文件的公司名称。
图书馆组织策略
专业提示： 库中的配置文件可以通过两种方式显示。第一种方法是， 如果 您将每个配置文件对应的草图作为单独的文档添加到 库 文件夹中，它将在库中显示为“库： Champion Xperience 框架配置文件”、“配置文件：30×30 Heavy Sigma 配置文件”和“30×60 Heavy Sigma 配置文件”。
方法一
第二种方法是，如果您将单个文档添加到库文件夹，并在该文档中创建不同的草图轮廓，它将在库中显示为“库： Champion Xperience 框架轮廓，类型：重型 Sigma 轮廓，轮廓：30×30 和 30×60”。.
方法二
那么，创建图书馆应该选择哪种方式呢？这个问题的答案完全取决于你的需求。.
我们之所以选择 第一种方法 （将轮廓创建为单独的文档），是因为如果在项目后期开发阶段需要通过添加新轮廓来更改底盘，我们希望其他当前使用的轮廓不受影响。请记住， Onshape 是以文档为中心的，而不是以模型为中心的。为了避免强制更新文档中所有轮廓的版本 ， 我们选择这种方法，因为我们希望通过将轮廓创建为单独的文档来独立管理数据。如果您要创建的轮廓库中的轮廓草图是相互关联的，或者您有一个不再添加新轮廓的标准化库，那么 会 通过单个文档进行管理
使用配置文件大小
专业提示： 如果您的型材几何形状 保持 不变 因此 但尺寸发生变化， Onshape 我们无需使用配置功能。
如何设计底盘
构成底盘的几何形状是底盘设计中最重要的一步。而车架设计中最重要的一步则是绘制草图。草图完成后，我们可以使用添加到库中的 Sigma 型材来赋予底盘立体形状。由于我们计划将这辆车设计成单座赛车，因此我们将其尺寸设计为：当驾驶员坐进车内时，双脚能够自然地触及踏板，膝盖弯曲。底盘草图主要由三个部分组成：前部区域（悬挂臂系统所在位置）、中部区域（驾驶员区域）以及后部区域（轮毂电机与底盘的连接位置）。立体化的底盘由下副车架、前隔板、侧梁和后隔板组成。在绘制草图时，我们确保构成下副车架的所有型材都相对于底盘的质心进行定位。.
利用配合连接器简化草图绘制
专业提示 （1:22/4:48）：如果您要绘制复杂的轮廓，创建构成这些轮廓的几何体可能会耗费您大量时间。您可能需要为相互连接的几何体创建许多平面。使用 Onshape，您可以从任意位置开始绘制新草图，而无需创建平面。此外，在草图命令中执行此操作可以节省您的时间。“配合连接器”会跟踪您的鼠标光标并捕捉到草图上的连接点。要使用“配合连接器”轻松捕获所需的精确点，您可以按住键盘上的 Shift 键并使用鼠标进行选择。您唯一需要注意的是，绘制草图的“配合连接器”的坐标系必须是 XY 坐标系。
镜像对称草图几何图形
专业提示 （1:47-4:48）：如果您的草图几何图形是对称的，您可以像镜像 3D 几何图形一样使用镜像命令来镜像它们，而无需重新设计它们。
管理框架角交叉
专业提示 （2:13-4:48）：使用型材时，确定转角类型至关重要。由于本项目需要将 Sigma 型材用螺丝固定在一起，因此我们决定使用对接转角。另一点需要注意的是确定哪个型材位于内侧，哪个位于外侧。在机箱的转角连接处，我们倾向于采用一种结构，即长边型材从内侧（保持在内侧）压入短边型材之间。要调整型材转角，可以使用“转角覆盖”功能。
按面或部件设置修剪限位
专业提示 （2:35-4:48）：您可以定义相邻轮廓之间的界限。在“部件”和“面”这两个选项之间进行选择时，务必谨慎。选择“部件”时，系统会以两个轮廓表面之间的所有接触点为参考进行修剪。例如，如果您使用的是管道轮廓，则此选项适用。但是，如果您使用的是项目中的 Sigma 轮廓，则需要选择“面”而不是“部件”来设置界限。“面”界限会根据所选面进行修剪。您可以从下图查看两者的区别。
理解修剪逻辑
专业提示 （2:55-4:48）：由于其工作逻辑，限制框架末端的“面”选项存在一些限制。例如，如果多个轮廓从两侧相切，而限制面是中间轮廓的左右两侧面，则该命令不允许这样做，并会发出警告：“选定的平面不能修剪同一框架末端。请改用修剪功能。” 在这种情况下，您可以使用框架修剪功能执行所需的修剪操作。此外，结合框架修剪命令中的“有序组” 选项 ，您可以一次性对所有轮廓执行切割操作。当然，需要注意的是，“有序组” 选项 在修剪时是按零件而不是面进行切割的。由于我们是 通过 面进行修剪，因此我们使用了命令中的“面”选项来执行操作。
如何创建切割清单
环节 必不可少 的 就是切割清单。我们已经完成了底盘设计。那么，在将型材送去生产之前，我们该如何确定它们的尺寸呢？当然，我们不可能逐个测量每个型材。使用 Onshape 切割清单命令，您可以快速生成所有型材的尺寸表格。您可以将此表格复制到 Excel 文件中，发送给制造商，并在生产前获得报价。
将个人资料标签链接到剪辑清单
专业提示 （0:44-3:22）： 创建剪辑列表时，如果添加到库中的配置文件有标签，则标签中添加的信息将直接进入剪辑列表表格。
了解复合材料部件
专业提示： 创建切割清单时，您会在零件清单区域看到新增了一个名为“复合零件”的零件。复合零件功能是一个独立运行的命令。您可以将模型中多个零件组合成一个零件，从而在装配环境中实现便捷的物料清单 (BOM) 管理。对于型材，此功能会自动运行。创建新切割清单时，系统会根据您的选择，自动将所有零件或选定的零件组合成复合零件。
使用列覆盖自定义切割清单
专业提示 （1:14-3:22）：切割清单命令的功能远不止传统 CAD 系统提供的标准表格选项。例如，使用“添加列覆盖”选项，您可以将型材分组到所需的特定列下。下图展示了标准切割清单和使用“添加列覆盖”选项创建的切割清单的对比视图。
查看图像后，您可以看到，我可以通过覆盖现有列（在项目中，此列为“描述”）中的属性，在“切割”列表中显示构成底盘的各个区域的新属性。除了使用标准列名覆盖现有列之外，我还可以通过为该列指定新的列名，来显示我已分组的轮廓。.
为结构组创建单独的切割清单
专业提示： 切割清单的另一个功能是允许您创建多个自定义切割清单。例如，除了将构成机箱的所有型材都放在一个切割清单中之外，我们还可以将构成机箱的各个结构组分别作为单独的切割清单查看。为创建的切割清单命名，使其更有意义，这很有帮助。
每次创建新的切割清单时，系统都会自动创建一个复合零件，将选定的型材归入一个组。借助此功能，我们可以在绘图环境中将底盘所属的结构组显示在单独的图纸上。我们可以确保为每个结构组创建一个唯一的切割清单表以及与该表关联的标注。在项目的后续章节中，您将详细了解复合零件对绘图和装配的影响。.
在切割清单中显示配置
专业提示： 如果您的配置文件包含配置项，您可以将这些配置项的信息添加到切割列表中。为此，您需要在“标签”命令中进行一些调整。在“标签”命令中，您可以右键单击文本输入框，然后选择“配置”选项，指定要将配置信息显示在切割列表表格的哪一列中。
您可以看到，“描述”值会根据配置选择自动更新。.
您还可以看到标签中的这些信息反映在切割清单中。.
结论
在第一部分中，我们详细介绍了GoBuggy项目从最初草图到底盘设计的全过程。接下来，我们将使用 Onshape 仿真软件对底盘进行200公斤负载下的测试。 然后，我们将根据测试结果改进设计。
联合 ChampionXperience ChampionXperience
Ridvan Polat 是一位 SOLIDWORKS 精英应用工程师， ChampionXperience的创始人，也是公认的 SOLIDWORKS、 ENOVIA和 3DEXPERIENCE 专家。他专注于 CATIA 和 ENOVIA 技术支持以及 3DEXPERIENCE 早期应用适应，帮助企业优化 PLM 工作流程。.
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