基于逆向工程的连杆快速成形设计.pdf

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1、第40卷第2期20l1年4月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCI．EV01．40No．2Apr．2011基于逆向工程的连杆快速成形设计+何亚银(陕西理工学院机械工程学院陕西汉中723003)摘要：结合连杆成形工艺特点和要求，对某连杆的反求过程与快速成形进行了研究。详细阐述了反求过程中扫描模型的建立、实物数字化、数据处理、cAD模型的重建以及快速成形等技术，成功的实现了连杆成形中的RE／RPM的集成。结果表明这一方法为新型连杆的开发提供了方便、快捷的途径。关键词：逆向工程快速成形技术ImagewarePr0

2、／E连杆中图分类号：U464．133+文献标识码：A文章编号：1671—0630(2011)02—0069—03DesignofLinkRapidPrototypingBasedonReVerseEngineeringHeYayinCollegeofMechanicalEnginee“ng，ShaanxiUniversity0fTbchnology(Hanzhong，Shanxi，723003，China)Abstract：Accordingtothefeaturesandrequirementsoflinkfo彻ing，thelinkisdesignedbyreve

3、rseengi-neeringandrapidprototyping．ThescaIlmodelestablishing，datagathering，dataprocessing，CADmodelre-constmcting，andmpidpmtotypingtechnolog)，havebeenexplainedindetail，theinte铲ationofreverSeengi-neeringandrapidprototypinginlinkfo丌ningisachieved．Theresultsindicatet}lattheRE／RPMpmvidescon-

4、venienceandquickdesignmethodf．ornewlinkdevelopment．Keywords：Reverseengineering，Rapidprototyping，Imageware，Pro／E，“nk引言连杆是连接发动机活塞与曲轴的一个重要零件，工作中经受拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的作用，其可靠性要求甚高。其设计和制造等问题长期以来一直是人们对柴油机研究和改进过程中关注的热点问题。为研发新车型，在连杆成形的研究过程中，很多情况下只有连杆的样品，而没有三维模型和图纸。另外，目前越来越多的汽车厂也只向供应商提供样品及关键尺寸，要求照其样品生产

5、出产品来。为此，本文针对反求工程号陕速成形技术在连杆设计中的应用进行了研究。1连杆实物的数字化处理1．1实物测量数据测量是逆向工程中后续处理的基础，目前，模型数字化的方法主要分为非接触式测量和接触式测量两大类。其中，接触式测量是量头与实物表面有接触，常用的设备有：三坐标测量机、数控机床(NC)测量装置、专用数字化仪等。这种方式比较成熟，但测量速度和精度比较低，而且不适合柔软实物的测量。随着计算机技术与光电技术的发展，以计算机图像处理为主要手段的非接触式测量技术得到快速发展，如激光三角形测量与光栅法等。本文采用深圳市思瑞精密仪器有限公司开发的sEREIN三维激光扫描仪，

6、完成对连杆实物的数据测量，整机结构如图1所示。首先对机器做调零处理，周围光线不能太亮，以免所扫描的点云杂点太多。在装夹时，通过一个磁性表·基金项目：陕西理工学院科研项目(sLG0905)；陕西理工学院科研项目(sLG0910)。作者简介：何亚银(1975一)女，硕士。主要研究方向是机械设计及理论，机械系统的计算机辅助设计与制造。小型内燃机与摩托车第40卷座，将涂有反差剂的连杆固定在转台上，如图2所示。装夹时要注意摆放角度，因为要保证连杆在一次装夹定位的情况下能够被扫描完全。连杆的表面由多个自由曲面构成，形状比较复杂。不能一次扫描得到所有的点云，必须进行多次扫描，首先大

7、致对连杆进行分块，分块时要考虑数据的完整性、最少扫描次数和拼接精度等，然后进行数据采集。事先估测连杆上下尺寸为25mm，根据扫描仪的测量范围，沿z轴进行6次扫描；同时，连杆的点云在测量时以90。为间隔．分四次测量得到，如图3所示。一图3连杆点云图l2数据处理对连杆反求的数据处理采用Image呲软件，采用抽取特征线的方法，严格按照点一曲线一曲面一体的思路对数据进行处理。由于连杆的测量是分四部分进行的，测量所得到的点云为独立的四部分，这就需要对点云进行对齐．把四部分点云在Imasewa陀的同一窗口中打开，在打开过程中不能移动或旋转其中的任一部分，否则就会