【正文】 唐老師 平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 對兩曲面進(jìn)行橋接時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)橋接面發(fā)生變形或者產(chǎn)生尖角，對于解決這一現(xiàn)象首先要確定要橋接的兩曲面的邊端是否對稱，其次在選取完兩曲面后要確定引導(dǎo)線方向的正確；經(jīng)過多次的使用我發(fā)現(xiàn)橋接時(shí)，還可以有一些細(xì)節(jié)的調(diào)整，例如調(diào)整橋接曲面的張度等。 記得剛接到畢設(shè)題目時(shí)，由于對逆向建模和數(shù)控加工不是很了解，有些茫然不知所措。再在“ 原點(diǎn)方式 ”下拉欄中，選擇“ 由機(jī)具 ”，其余默認(rèn)，如下圖 。 模擬加工完成后，如圖 。 ⑹定義進(jìn)刀 /退刀路徑。 進(jìn)入刀具參數(shù)選項(xiàng)卡，在“精銑 ” 對話框中單擊 選項(xiàng)卡，然后點(diǎn)擊 按鈕，選擇圓錐銑刀為加工刀具。 ③在 區(qū)域中的列表框中選擇 選項(xiàng)，然后單擊 按鈕。單擊 選項(xiàng)卡，然后在 下拉表中選擇 階度長度 選項(xiàng)，在 文本框哄輸入 3mm。 在“粗銑 ” 對話框中單擊 選項(xiàng)卡，在“粗銑 ” 對話框的 選項(xiàng)卡中設(shè)置如圖 所示的參數(shù)。 單擊 選項(xiàng)卡，然后單擊“粗銑 ” 對話框中的目標(biāo)零件感應(yīng)區(qū)，在圖形區(qū)選擇整個(gè)目標(biāo)加工零件作為加工對象，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算出一個(gè)加工區(qū)域，雙擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)返回到“粗銑 ” 對話框。 圖 在模型樹中雙擊 ，彈出來的零件加工動(dòng)作對話框 ，如下圖 所示。同法處理頂模，用以壓鍛出符合要求的板塊。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 綜合比較兩種方法，顯然方法二比較簡單易于操作，而且舉例分析誤差較小，所以可以采用方法二。 圖 （ 2）確定無誤后點(diǎn)擊 按鈕完成，結(jié)果如 下圖 所示的曲面 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 圖 （ 3） 單擊 按鈕，按照下圖 選擇要接合的元素。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 第 4 步：連接曲面 （ 1）單擊 按鈕，按照如下圖 所示對話框設(shè)置選項(xiàng)。沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 圖 第 6 步： 三角網(wǎng)格化點(diǎn)云 單擊 按鈕并選擇點(diǎn)云，進(jìn)行三角網(wǎng)格化，在對話框選項(xiàng)設(shè)置如圖 所示，點(diǎn)擊【 OK】按鈕生成圖如下圖 網(wǎng)格面。 第 1 步：進(jìn)入 CATIA 中的 DSE 數(shù)字編輯器模塊。其優(yōu)點(diǎn)是工作量小，得到的零件對稱性好，其缺點(diǎn)是對稱面不容易找到，對稱后的零件精度差。 誤差檢測。 GSD通用曲面造型模塊 （ 1） 此模塊在 CATIA 逆向工程中的主要功能 將數(shù)字編 輯器或快速曲面重建模塊提取或生成的特征線或線框，在 GSD 模式下重新構(gòu)面，生成高精度和高質(zhì)量的曲面。 ⑤多樣化檢測工具（曲率分析、連續(xù)分析、距離分析）。 （ 8） 拓?fù)溥B接曲面：把具有公共邊界線的兩個(gè)曲面進(jìn)行拓?fù)湎嗉雍蟮那妗呙枨婧w的范圍很廣，從簡單的平面到不同截面所組合而成的曲面等，都能用掃描曲面來表示，工業(yè)產(chǎn)品的外形絕大多數(shù)是由一般形狀簡單的曲線或曲面所組成，因此，這些曲面大部分都能表示成掃描曲面。 由曲線構(gòu)造曲面的方法 （ 1） 旋轉(zhuǎn)曲面：一輪廓曲線繞某一軸線旋轉(zhuǎn)某一角度而生成的曲面。 圖 所示，“知識(shí)工程”，是 CATIA V5 的 精髓之一。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 所示，“形狀”子菜單中包含了 CATIA 曲面造型的模塊，包括能夠創(chuàng)建 A級曲面的自由曲面造型、汽車 Class A、汽車車身緊 固件設(shè)計(jì)、在二維圖片上描畫曲線的早圖跟蹤器、處理從三坐標(biāo)測量儀生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)字化外形編輯器，以及后續(xù)重建曲面的快速曲面重建模塊、在點(diǎn)云數(shù)據(jù)上直接造型的外形雕刻，還有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中普遍應(yīng)用的創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)等模塊。 CATIA 廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，從航空、汽車、造船、通用機(jī)械到電子電器、生活用品。 ①采集精度應(yīng)滿足工程的實(shí)際需要，如汽車工業(yè)，其最終的整體符合精度不能低于 mmm/ 。 ①因接觸式探頭發(fā)展已有幾 十年，其機(jī)械結(jié)構(gòu)及電子系統(tǒng)已相當(dāng)成熟，故有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。因此，如何取得較佳的物體表面數(shù)據(jù)，一直是逆向工程的一個(gè)主要研究內(nèi)容。可以說，逆向工程是CAT/CAD/CAM/CAE 等先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)集成應(yīng)用的一個(gè)典型例子。 一般來說，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容： （ 1） 新零件的設(shè)計(jì)，主要用于產(chǎn)品的改型或彷型設(shè)計(jì)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的 規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 本文主要介紹了基于 CATIA 軟件將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板數(shù)據(jù)點(diǎn)云通過逆向工程技術(shù)設(shè)計(jì)成零件實(shí)體的過程，以及其數(shù)控模擬加工。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 （ 2） 已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖。如何將這些技術(shù)組成一個(gè)整體，即集成逆向工程系統(tǒng)，是逆向工程技術(shù)應(yīng)用研究的一個(gè)重要方向。 目前，用來采集物體表面數(shù)據(jù)的測量設(shè)備和方法多種多樣，其原理也各不相同。 ②接觸式測量的探頭直接接觸工件表面，故對工件表面的反射特性、顏色及曲率關(guān)系要求不高。 ②采集速度要快，盡量減少測量在整個(gè)逆向工程中所占有的時(shí)間。許多世界知名的公司如波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳、本田、豐田 等都使用 CATIA 作為主要的設(shè)計(jì)軟件。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 形狀 圖 所示，“分析與仿真”子菜單中包括可變形裝配的公差分析、網(wǎng)格劃分工具和對零件和裝配件進(jìn)行強(qiáng)度分析等模塊。知識(shí)工程包括知識(shí)顧問、知識(shí)專家、產(chǎn)品工程優(yōu)化器、產(chǎn)品知識(shí)模板、業(yè)務(wù)知識(shí)流程模板、產(chǎn)品功能優(yōu)化和產(chǎn)品功能定義。 （ 2） 線性拉伸面：一曲線沿某一矢量方向拉伸一段距離而得到的曲面。 由曲面派生曲面的方法 （ 1） 等半徑倒圓曲面：一定半徑的圓弧段與兩原始曲面相切，并沿著它們的交線方向運(yùn)動(dòng)而生成的圓弧形過渡面。 對不規(guī)則的自由曲面在 CATIA 中由貝塞爾曲面（ FS 自由曲面造型模塊）和 B 樣條曲面（包括非均勻 B 樣條曲面 NURBS 曲面， GSD 通用曲面造型模塊）兩種不同的定義形式。 ⑥三角網(wǎng)格曲面直接進(jìn)行 3 軸加工。 點(diǎn)云三角面片網(wǎng)格化。 三角網(wǎng)格曲面劃分后可直接進(jìn)行 3 軸加工或快速成型。 劃分三角網(wǎng)格面片提取適用的曲面區(qū)域。 （ 2） 此模塊應(yīng)用流程 由上可知，在設(shè)計(jì)過程中，并不是所有的點(diǎn)都是需要選取的，因?yàn)?，在確定曲面的控制曲線時(shí)，需要找出哪些點(diǎn)或線是有用的，哪些點(diǎn)或線是細(xì)化特征的，在以后設(shè)計(jì)中要用到。 （ 3） 綜合兩種方法的有缺點(diǎn)，通過自己的嘗試，最終我選擇了對稱的方法。 第 2 步：點(diǎn)擊 ，進(jìn)入 Clould Import 界面，點(diǎn)擊 Selected File,選擇名稱“ ” 的文件。然后對網(wǎng)格面進(jìn)行補(bǔ)洞與 interactive triangle creation 處理，如圖 所示。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 （ 2）確定無誤后點(diǎn)擊【確定】 按鈕完成，結(jié)果如下圖 所示的曲面。 圖 確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊 按鈕，其結(jié)果如下圖 。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 5 汽車 引擎蓋模具型面數(shù)控加工仿真 由于防火墻裝配板型面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，常采取壓鍛，焊接和鏜孔三種工藝相結(jié)合。另外，其上通孔可用鏜孔加工。 圖 加工設(shè)定對話框 ⑴單擊 ，在彈出的“數(shù)控機(jī)床 ” 對話框中單擊“ 3 軸數(shù)控機(jī)床”按鈕 ，在單擊“確定”按鈕。同理，選擇 Rough 充當(dāng)生料。 圖 進(jìn)給率參數(shù) ⑸定義刀具路經(jīng)參數(shù)。 ④定義軸向進(jìn)給量。 (7)生成刀具路線。 選擇刀具，如圖 。 各項(xiàng)參數(shù)為默認(rèn)設(shè)置，如圖 。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 58 圖 粗銑 圖 精銑 圖 加工完成 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 59 后處理事為了將加工操作中的加工刀路轉(zhuǎn)換為數(shù)控機(jī)床可以識(shí)別的數(shù)控程序（ NC代碼）。 圖 刀具動(dòng)作 在“ 以批次方式產(chǎn)生 NC 碼 ”對話框中單擊“ 格式設(shè)定 ”選項(xiàng)卡。通過上網(wǎng)和書籍逐漸的了解逆向工程和數(shù)控加工的知識(shí)，逐漸的思路清晰起來，最后獨(dú)立完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 64 ，可以先擬合兩個(gè)面，然后使用外延 功能讓兩個(gè)面相交，使用外延功能時(shí)要選擇曲率延伸 ，選擇切線延伸會(huì)使曲面多出線條，在進(jìn)行別的操作時(shí)會(huì)有干擾。 除了唐 老師 非常高 專業(yè)水平外， 他 的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將 對我 今后的學(xué)習(xí)和工作 產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響 。簡單問題自己解決，但是好多自己難以解決的，無一不是在唐老師的指導(dǎo)下才找到了一個(gè)合適的解決辦法，多少次唐老師犧牲自己休息的時(shí)間為我們悉心指導(dǎo)。用擬合曲面做之后，需要將其分割再用橋接的方法與其它曲面結(jié)合。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對我來說無疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，也成就了我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。 在“ 以批次方式產(chǎn)生 NC碼 ”對話框中單擊“ 刀具動(dòng)作 ”選項(xiàng)卡。 再進(jìn)行精銑，如圖 所示。 單擊 選項(xiàng)卡，然后在 中輸入 ，其他選項(xiàng)卡參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)。 ⑶定義刀具參數(shù)。 ②在 區(qū)域中的列表框 中選擇 選項(xiàng)，然后單擊 按鈕。 ③定義徑向進(jìn)給量。 ⑷定義進(jìn)給率。 圖 “ 粗銑 ” 對話框 ⑵定義加工區(qū)域。 圖 “直線定義”對話框 在“直線定義”對話框中選擇 方式創(chuàng)建直線，然后在選擇生料頂面兩邊的中沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 47 點(diǎn)生成頂面的中線，再點(diǎn)擊 ，在直線上創(chuàng)建中點(diǎn)，如圖 。模具型面對光整度有要求，采用數(shù)控銑加工，先用粗銑快速去除較大余量，并銑出型面大致輪廓，再用精銑細(xì)致加工底模型面，使之有較高的尺寸精度。 圖 強(qiáng)力匹配生成的曲面 后續(xù)曲面處理