典型零件的逆向设计与制造.pdf

《典型零件的逆向设计与制造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、产业与科技论坛2017年第16卷第1期典型零件的逆向设计与制造□刘燕【内容摘要】本文以项目为驱动介绍典型零件的逆向设计，包括零件结构分析、数据采集、数据处理、快速制造四部分，针对不同零件的不同方案加以分析，重点阐述测量设备的选用、逆向设计方法和快速制造的工作过程。【关键词】逆向;非接触式扫描;快速制造【基金项目】本文为上海工程技术大学实践教学建设项目(编号:p201524001)研究成果。【作者简介】刘燕(1976．8～)，女，上海工程技术大学教师逆向工程与快速成型技术在模具、汽车、航空等领域得更长，扫描前，先清理模型表面，喷洒乳白色显像剂，如扫

2、描［1］到了广泛应用，在高校开设“典型零件的逆向设计与制造”头连接笔记本电脑应禁用自身摄像头，再矫正扫描头光圈位课程，以项目为驱动，从轴类件、盘形凸轮至空心曲面瓶，由置，扫描头位置不动，模型安装在转台上随转台360°旋转，由浅至深，循序渐进地论述逆向设计和快速成型的方法及制造于模型外轮廓和内腔较复杂，存在扫描“盲区”，曲面数据无过程。法一次性扫描得到，需旋转模型再次安装扫描，前后几次扫一、零件结构分析及测量工具的选用描数据自动拼合，得到几十万个到几百万个点的点云数据。(一)轴类件。用于传动运动和扭矩，通常由圆柱面、螺三、数据处理纹、键槽、圆角等特

3、征组成，轴类件形状比较规则，选用游标(一)轴类件。数据测量完后，对一些主要尺寸进行圆卡尺、卡钳、螺纹规、圆角规、量角规等测量。学习常用测量整，确定配合的基准制，优先选用基孔制，根据测量尺寸，查仪器的组成、作用、测量范围及测量仪器的使用方法。表“公称尺寸精度判断”及公式计算确定公称尺寸，查表并计(二)盘形凸轮。凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，凸轮算公差、确定公差等级等。的轮廓外形直接影响从动件的位移曲线形状，在同一高度的(二)盘形凸轮。将三坐标测量数据导入UG。数据处理轮廓上各点到旋转中心的矢径不同，难以用常规的游标卡尺过程主要包括去除杂点，曲线拟合

4、，拉伸和求差等操作。具等仪器测量，测量难度适中，选用三坐标测量仪，接触式测量，体包括:“插入”→“曲线”→“圆弧/圆”，由点拟合成为圆;测量准确性高，对被测物体的颜色和反射性没有特别要求。“插入”→“曲线”→“艺术样条”，点击“已存点”→逐个选中(三)空心曲面瓶。在每个高度位置，轮廓半径不同，即需要拟合的点，拟合凸轮外轮廓曲线→“拉伸”→选中凸轮圆曲面上各点坐标均不相同，采用非接触式扫描仪，依靠工件柱孔轮廓→“拉伸”→“求差”，选中凸轮，再选中圆柱孔→导表面对光的反射接收数据，对零件表面的反光程度、颜色等出“STL”，盘形凸轮如图1所示。有较高的

5、要求，但扫描头不会损耗无需进行半径补偿，扫描(三)空心曲面瓶。在Imageware逆向工程软件中对点云速度快，扫描数据量大，数据较为完整，越密集的点云可以创预处理、分割点云、点云分层、将点云数据分为三部分即上建相对越精确的模型。部、中部、下部。二、数据采集1．点云预处理。减少点云数量;点云三角形网格化显(一)轴类件。对轴进行结构分析和工艺分析，确定轴类示，便于直观了解点云的实体外观，观察并去除多余的噪点。件的表达方案，基本视图和断面图构成，先绘制草图，再尺寸2．点云分割。零件外形是一个对称结构，只需要构造一测量。用游标卡尺测量轴类件的直径尺寸和长

6、度尺寸，螺纹半的曲面，再镜像得到另外一半。将上部、中部和下部三部规测量螺纹的螺距，圆角规测量圆弧半径。量角规测量角分点云放在三个不同的图层。度，深度大的内孔直径可借助卡钳测量。3．上部和下部的制作。主要包括:创建→简单曲线→3点(二)盘形凸轮。采用三坐标测量仪及美国AAT公司研圆弧，构造→扫掠曲面→沿方向延伸。中部曲面制作包括构发的CappsDMIS软件。选择测头并进行测头的校正、测头测造→剖面截取点云→平行点云截面，光顺处理，由点云构建曲试参数设置。几何元素的测量包括测量凸轮顶面和底平面、线，选择封闭曲线，调节封闭曲线的控制点，构造曲面，再经过

7、测量凸轮外轮廓的多个点，测量圆柱孔等，使用软件建立基对曲面片的过渡、拼接、裁剪等操作完成曲面模型的构建。准，分析数据计算高度和直径，评价结果，对结果检查与分四、快速制造析，数据以IGES等格式保存输出。快速成型通过软件分层离散和数控成型系统，采用激光(三)空心曲面瓶。实物模型表面数据的采集是逆向设束等进行分层扫描，把复杂的三维转化为一系列的二维叠［2］计的重要过程，采用EinScan－S的3D扫描仪采集数据，即对加，其特点在于制造的高柔性，即无需任何专用工具，可由零件三维形面进行三维离散数字化处理，获得点云数据，点零件的CAD模型，直接驱动设备完

8、成零件或零件原型的成形距越小，获得的点云数据越逼近所测实物表面，但扫描时间制造。打开“UP”软件，导入处理好的“*．STL”文件;通过旋