【正文】 同方法一 。沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 圖 （方法一）對(duì)稱曲面 （ 1）單擊 按鈕，按照如下圖 所示對(duì)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） 30 圖 （ 4）單擊 按鈕使用橋接命令連接上述兩塊曲，其結(jié)果如下圖 。 第 5 步：點(diǎn)云的稀釋 單擊 按鈕并選擇點(diǎn)云，進(jìn)行稀釋，為了使復(fù)雜的結(jié)構(gòu)質(zhì)量更好我們選用適應(yīng)性，按照?qǐng)D 進(jìn)行設(shè)置，其結(jié)果如圖 。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 4 汽車 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板逆向數(shù)字建模過程 進(jìn)入 CATIA 用戶界面如下圖 所示： 圖 讀入點(diǎn)云數(shù)據(jù)：可讀入不同類型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，此次建模的數(shù)據(jù)類型為一個(gè)由計(jì)算機(jī)掃描儀產(chǎn)生的 ASC 點(diǎn)云數(shù)據(jù)。 （ 2） 對(duì) 稱法就是對(duì)零件的一半點(diǎn)云進(jìn)行處理，其方法和整體大致相同，不同點(diǎn)就是要找到一個(gè)合理的對(duì)稱面，采用對(duì)稱的方法構(gòu)建整個(gè)曲面。 品質(zhì)檢測(cè)及誤差分析。 重構(gòu)可編輯的高精度曲面。 點(diǎn)資料的整理，為曲面重構(gòu)做準(zhǔn)備。 預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括點(diǎn)云的過濾、刪減、空洞修補(bǔ)、對(duì)齊、合并等。 ④ GSD 模塊曲面功能強(qiáng)大，并可進(jìn)行可行性分析。 （ 7） 修剪曲面：把原始曲面的某 一部分去掉而生成的曲面。掃描法在生成復(fù)雜形狀的曲面和實(shí)體的幾何造型系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的造型功能。 曲面造型分兩種方法，一是曲線構(gòu)造曲面；二是由曲面派生曲面。 圖 所示“人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)與分析”模塊包括人體測(cè)量編輯器、人體行為分析、人體建模和人體姿勢(shì)分析。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 圖 CATIA V5模塊 圖 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu) 在圖 中可以看到 CATIA V5 用于機(jī)械設(shè)計(jì)的模塊：除了實(shí)體造型的零件、裝配件設(shè)計(jì)、二維制圖和二維草圖基礎(chǔ)模塊外，還有焊接模塊、鈑金設(shè)計(jì)等模塊。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 2 CATIA V5 介紹 CATIA 在制造業(yè)的應(yīng)用 CATIA 的全稱為 ComputerAided Threedimension Interactive Application，是集成 CAD、 CAM、 CAE 的大型軟件，由法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)公司開發(fā)，是全球制造業(yè)的主流設(shè)計(jì)軟件。 對(duì)于逆向測(cè)量而言，數(shù)據(jù)采集的 方式應(yīng)滿足下面這些要求。 測(cè)量方式對(duì)比與設(shè)備選型 接觸式測(cè)量有以下優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，常發(fā)生因模型表面數(shù)據(jù)獲取的問題而影響重構(gòu)模型精度的情況。逆向工程成功應(yīng)用的關(guān)鍵不僅在于各計(jì)算機(jī)輔助子模塊能較好地獨(dú)立完成各項(xiàng)工作，很大程度上還取決于各個(gè)子模塊的計(jì)算機(jī)集成程度。在這意義下，“實(shí)物逆向工程”（簡(jiǎn)稱逆向工程）可定義為：將實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)?CAD 模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、 幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱，是將已有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ娃D(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)模型和概念模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造的過程。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 Surface Modeling。在設(shè)計(jì)過程中涉及到點(diǎn)云整理、數(shù)字編輯、自由曲面造型、快速曲面造型等技術(shù)。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并 表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 （ 3） 損壞或磨損零件的還原。 逆向工程系統(tǒng)主要由三部分組成：產(chǎn)品實(shí)物幾何外形的數(shù)字化子系統(tǒng)、三維 CAD模型重建子系統(tǒng)、產(chǎn)品或模具的制造子系統(tǒng)等。測(cè)量方法的選用是逆向工程中一個(gè)非常重要的 問題。 ③被測(cè)物體固定在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上，并配合測(cè)量軟件，可快速地測(cè)量出物體的基本幾何形狀，如面、圓、圓柱、圓錐、圓球等。 ③數(shù)據(jù)采集要完整，不能有缺漏，以免給后期的曲面重構(gòu)帶來障礙。 隨著中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，隨著越來越多的國(guó)際把生產(chǎn)和開發(fā)工作引入中國(guó)， CATIA 也在不斷地普及和深入。 圖 分析與仿真 圖 所示，“ AEC 工廠”子菜單中包含工廠布局模塊。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 設(shè)備與系統(tǒng) 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 加工的數(shù)字流程 圖 人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)與分析 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 知識(shí)工程 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 3 CATIA 逆向工程建模基礎(chǔ) CATIA 曲面的逆向重構(gòu) 一半而言，產(chǎn)品外形的 CAD 模型是由多張不同幾何形狀的曲面經(jīng)過延伸、過渡、裁剪等處理混合而成，而每一種曲面都有其特性和生成方式。 曲面分割 選擇合適的造型方法生成曲面 曲面質(zhì)量評(píng)估（精度、光順性） 曲面裁剪、生成外表面 外表面光順性評(píng)價(jià) 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 3） 直紋面：多條線沿某個(gè)方向（ U 或 V）構(gòu)成面。 （ 2） 變半徑倒圓曲面：半徑值按一定的規(guī)律變化的圓弧 段與兩原始曲面相切，并沿它們的交線方向運(yùn)動(dòng)而生成的圓弧形過渡面。由于貝塞爾曲面和樣條曲面以四邊面為基礎(chǔ)，所以對(duì)三邊面或多邊面的處理沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 將是 CAD 軟件處理的難點(diǎn)，如 Imageware 通常采用過渡曲面的方法，而 CATIA 可以對(duì)此類曲面的直接處理也可以得到很好的效果，也可以看出此軟件的曲面造型功能的強(qiáng)大。 ⑦以 DMU SPA 對(duì)數(shù)位模型進(jìn)行空間干涉檢測(cè)。 根據(jù)做好的特征線或線框，結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，構(gòu)造曲面。在選點(diǎn)時(shí)，盡量選擇質(zhì)量好的且能反映此部分特征的點(diǎn)或線，然后對(duì)其造型。 引擎蓋的工藝分析 （ 1）汽車的覆蓋件是 A 級(jí)曲面，所以引擎蓋不僅要滿足機(jī)構(gòu)上的需要還要滿足美觀的需要，表面質(zhì)量要求較高。如圖 所示。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 圖 圖 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 以下用兩種方法分別來做曲面 （方法一）發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板外形曲面的制作 第 1 步：?jiǎn)螕?按鈕進(jìn)入逆向曲面重建模塊，單擊 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)斜率分割，如圖 。 圖 (3) 進(jìn)入自由曲面進(jìn)行距離分析，按照?qǐng)D 進(jìn)行設(shè)置沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 其結(jié)果如下圖 所示沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 （方法一）發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板孔的制作 繪制草圖 （ 1）進(jìn)入創(chuàng)層式外形設(shè)計(jì)模塊，顯示點(diǎn)云，單擊 按鈕，并選擇 XY 平面進(jìn)入草圖，如下圖 。沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 圖 （方法一）實(shí)體的生成 （ 1）單擊 進(jìn)入 零件設(shè)計(jì)模塊， 單擊 按鈕，按照?qǐng)D 進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。故從工藝和結(jié)構(gòu)特征上分析，將板件整體劃分為幾塊，然后分別對(duì)其進(jìn)行模具型面的數(shù)控加工。具體操作流程如下述。 ⑵在返回的 Part Operation 對(duì)話框中單擊“加工坐標(biāo)系”按鈕 ，系統(tǒng)彈出沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 48 對(duì)話框如圖 所示，在對(duì)話框的坐標(biāo)敏感區(qū)中單擊加工坐標(biāo)原點(diǎn)，再在工作窗口中，選取創(chuàng)建的加工坐標(biāo)原點(diǎn)，返回對(duì)話框中單擊“確定”按鈕，完成加工坐標(biāo)設(shè)定。 ⑶定義刀具參數(shù)。在“粗銑 ” 對(duì)話框中單擊 選項(xiàng)卡如圖 所示。單擊 選項(xiàng)卡，然后在 文本框中輸入5mm。 在“粗銑 ” 對(duì)話框中單擊 選項(xiàng)卡，預(yù)覽刀具路線，如圖 。 圖 精銑選刀 ⑷定義進(jìn)給率。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 56 圖 精銑進(jìn)退刀路徑 (7)生成刀具路線。后處理的一般操作過程如下： 激活功能選項(xiàng) 選擇下拉菜單的 選項(xiàng)中的“選項(xiàng)”命令，系統(tǒng)彈出如圖 所示的“選項(xiàng)”對(duì)話框。然后在“ 刀具運(yùn)動(dòng)陳述 ”下拉欄中，選擇“ 由機(jī)具 ”，其余默認(rèn)，如下圖 。 在本次設(shè)計(jì)里，學(xué)到了很多東西，受益匪淺，對(duì)于 CATIA 軟件的應(yīng)用由入門到熟練，使我充分的認(rèn)識(shí)到 CATIA 軟件在本專業(yè)中的重要性，為以后工作中實(shí)際動(dòng)手操作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 ，一定要注意在建立毛坯前要對(duì)坐標(biāo)系進(jìn)行自定義修改，對(duì)加工參數(shù)的設(shè)置要符合實(shí)際數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工的應(yīng)用。 其次，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中用到的 相關(guān)知識(shí)都是在每位大學(xué)老師教導(dǎo)下獲取的，師恩難忘，在此感謝我們汽車教研組趙老師，苗老師，龔老師等所有老師。從唐老師那里得到題目后，自己就開始了準(zhǔn)備，在此過程中，遇到過各種各樣的問題。 3．由于我所做的零件是 轎車防火墻裝配板 ，曲面較多并且多不規(guī)則。 圖 對(duì)話框 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 63 結(jié)束語 經(jīng)過了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，在唐永革老師悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，終于完成了《轎車 引擎蓋逆向設(shè)計(jì)及其模具型面 NC 加工模擬》的設(shè)計(jì)工作。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 61 單擊 按鈕，彈出“ 另存為 ”對(duì)話框，在“ 保存在 ”下拉列表中選擇選擇目錄，可以采用系統(tǒng)默認(rèn)的文件名，單擊“ 保存 ”按鈕完成輸出數(shù)據(jù)的保存。 先進(jìn)行粗銑，如圖 所示。 圖 精銑刀具路經(jīng)參數(shù) 定義徑向進(jìn)給量。 單擊 選項(xiàng)卡，然后單擊“精銑 ” 對(duì)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(duì)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“精銑 ” 對(duì)話框。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 52 ①在 區(qū)域中的列表框中選擇 選項(xiàng)， 均采用系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置。其他選項(xiàng)采用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 50 圖 刀具參數(shù) 其他選項(xiàng)卡中的參數(shù)均采用默認(rèn)的設(shè)置。 圖 參數(shù)設(shè)定 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 49 ⑴在 特征樹中選擇 節(jié)點(diǎn)，然后選擇下拉菜單 中的“ Machining Operations”功能中的 Roughing 命令，插入一個(gè)等高線加工步驟，系統(tǒng)彈出如圖 所示的“ ” 對(duì)話框。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 46 圖 毛坯零件 ⑴雙擊所創(chuàng)建的毛坯零件，系統(tǒng)進(jìn)入“創(chuàng)成式外觀造型設(shè)計(jì)”工作臺(tái)，點(diǎn)擊按鈕，在系統(tǒng)彈出的“直線定義”對(duì)話框如圖 所示。 本次對(duì)曲面模擬加工其底模型面。 圖 刪除起凸包的點(diǎn)云 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 圖 對(duì)網(wǎng)格補(bǔ)洞 （方法二）利用強(qiáng)力匹配生成右半面 具體點(diǎn)云分割方法與方法一一致，點(diǎn)擊 power fit 按鈕，再單擊網(wǎng)格，生成曲面如圖 所示。 圖 確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊 按鈕，其修剪后的結(jié)果如下圖 。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 power fit 曲面結(jié)果 （ 3）按照上述方法對(duì)引擎蓋其他曲面進(jìn)行構(gòu)建其結(jié)果入下圖 。 第 4 步：觀察點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型，大致推出對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這樣可以用點(diǎn)云質(zhì)量較好部分推出全貌。關(guān)于鍍鋅層的厚度，現(xiàn)在似乎沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般在 812um，這是根據(jù)歐洲的 12329 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注的，要求鋅層厚度是 8 微米，鍍鋅的目的是保護(hù)下層的金屬不受腐蝕 ,太薄的話針孔會(huì)更大和更多 ,太厚的話可能會(huì)影響