【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)中具有很強(qiáng)的造型功能。掃描曲面涵蓋的范圍很廣，從簡(jiǎn)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(lái)表示，工業(yè)產(chǎn)品的外形絕大多數(shù)是由一般形狀簡(jiǎn)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(guò)渡面。（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(guò)渡面。（3） 等厚偏移曲面：與原始曲面偏移一均勻厚度值的曲面。（4） 變厚度偏移曲面：在原始曲面的角點(diǎn)處，沿該點(diǎn)曲面法矢量方向偏移給定值而得到的曲面。（5） 混合曲面（橋接曲面）：在兩個(gè)（或多個(gè)）分離曲面的指定邊界線處，生成一個(gè)以指定邊界為生成曲面的邊界線，與所選周?chē)记鎴A滑連接的中間曲面。（6） 延伸曲面：在曲面的指定邊界線處，按曲面的原有趨勢(shì)（或某一給定的矢量方向）進(jìn)行給定條件的曲面擴(kuò)展而生成的曲面。（7） 修剪曲面：把原始曲面的某一部分去掉而生成的曲面。（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?。?duì)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。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將是CAD軟件處理的難點(diǎn)，如Imageware通常采用過(guò)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。 CATIA逆向工程建?；玖鞒桃话惝a(chǎn)品的建模應(yīng)該滿足下面產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要的要求：①數(shù)學(xué)模型的精度誤差滿足用戶可交付使用；②曲面內(nèi)在的質(zhì)量要求，如曲面的連續(xù)性要求，光順性要求等；③曲面連續(xù)過(guò)渡的質(zhì)量要求，如不能出現(xiàn)尖角等；④過(guò)渡曲面的流動(dòng)路徑要求；⑤曲面或局部協(xié)調(diào)性和對(duì)局部特征分界的合理性；⑥工程制造標(biāo)準(zhǔn)的要求；⑦模具拔模的工程制造符合性要求；⑧設(shè)計(jì)、質(zhì)量和驗(yàn)證審核的可行性；CATIA逆向工程是工程建模的一種方法，生成的數(shù)學(xué)模型也應(yīng)符合一般產(chǎn)品建模的基本要求，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)流程遵循逆向工程建模的一般過(guò)程，如下圖掃描點(diǎn)云特征線面實(shí)體模型 逆向建模一般流程 CATIA逆向工程的特點(diǎn)由于CATIA軟件強(qiáng)大的集成優(yōu)勢(shì)，CATIA逆向各模塊的相互結(jié)合，使得CATIA逆向工程有自己的特點(diǎn)。①點(diǎn)及點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的高效率。②可以構(gòu)建Class A曲面。③可以根據(jù)需要快速構(gòu)建Class B曲面。④GSD模塊曲面功能強(qiáng)大，并可進(jìn)行可行性分析。⑤多樣化檢測(cè)工具（曲率分析、連續(xù)分析、距離分析）。⑥三角網(wǎng)格曲面直接進(jìn)行3軸加工。⑦以DMU SPA對(duì)數(shù)位模型進(jìn)行空間干涉檢測(cè)。 CATIA用于逆向工程的主要模塊功能簡(jiǎn)介從CATIA逆向工程中，用于逆向工程中的模塊主要有：DSE（數(shù)字編輯器）模塊；QSR（快速曲面重構(gòu)）模塊；GSD（通用曲面造型）模塊。 DSE數(shù)字編輯器模塊（1）此模塊在CATIA逆向工程中的主要功能 導(dǎo)入點(diǎn)或點(diǎn)云數(shù)據(jù)。 預(yù)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)包括點(diǎn)云的過(guò)濾、刪減、空洞修補(bǔ)、對(duì)齊、合并等。 點(diǎn)云三角面片網(wǎng)格化。 點(diǎn)云剖面生成掃描線。 誤差檢測(cè)。（2） 此模塊應(yīng)用流程 點(diǎn)資料的整理，為曲面重構(gòu)做準(zhǔn)備。 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。 點(diǎn)云與重構(gòu)的曲面做誤差分析檢測(cè)和控制。 三角網(wǎng)格曲面劃分后可直接進(jìn)行DMU空間分析檢測(cè)。 QSR快速曲面重構(gòu)模塊（1） 此模塊在CATIA逆向工程中的主要功能應(yīng)用快速曲面重構(gòu)模塊及數(shù)字編輯器可以快速、輕易的重構(gòu)精準(zhǔn)曲面（2） 此模塊應(yīng)用流程 重構(gòu)可編輯的高精度曲面。 劃分三角網(wǎng)格面片提取適用的曲面區(qū)域。 以特征邊界與局部點(diǎn)云重建自由曲面區(qū)域。 辨別及重構(gòu)基本幾何曲面。 品質(zhì)檢測(cè)及誤差分析。 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。（2） 此模塊應(yīng)用流程 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。 對(duì)部分細(xì)節(jié)優(yōu)化。 裁剪、合并生成高品質(zhì)的曲面。 誤差檢測(cè)。由上可知，在設(shè)計(jì)過(guò)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。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。 在對(duì)引擎蓋進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)時(shí)，其建模方法和工藝分析是首要工作是設(shè)計(jì)順利進(jìn)行的保證。 引擎蓋的建模方法有兩種即整體法和對(duì)稱法。（1） 整體法就是對(duì)引擎蓋的整個(gè)點(diǎn)云進(jìn)行處理，然后在對(duì)這些點(diǎn)云進(jìn)行壞點(diǎn)剔除、勻化、橫截面，勾勒出零件原型的特征輪廓線，再通過(guò)這些輪廓線構(gòu)建曲面，最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成設(shè)計(jì)。其優(yōu)點(diǎn)是不需要后期進(jìn)行分割等操作，整體成型，曲面間的結(jié)合少，生成實(shí)體零件時(shí)較容易，但其缺點(diǎn)是工作量大，產(chǎn)品的對(duì)稱性不能滿足要求。（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。其優(yōu)點(diǎn)是工作量小，得到的零件對(duì)稱性好，其缺點(diǎn)是對(duì)稱面不容易找到，對(duì)稱后的零件精度差。（3） 綜合兩種方法的有缺點(diǎn)，通過(guò)自己的嘗試，最終我選擇了對(duì)稱的方法。（1）汽車(chē)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。為了防止多次拉伸可能帶來(lái)的表面質(zhì)量破壞和下降，本覆蓋件采用一次拉深。（2）材料的選擇目前車(chē)身一般采用低碳鋼，～,含碳量相當(dāng)于8～10號(hào)鋼，抗拉強(qiáng)度270MPa,這類鋼板即車(chē)身常用的普通鋼板。關(guān)于汽車(chē)外板，熱鍍鋅板應(yīng)用越來(lái)越廣泛，熱鍍鋅產(chǎn)品成本上的優(yōu)勢(shì)，比電鍍鋅產(chǎn)品便宜10％～20％， 質(zhì)量上表面質(zhì)量可與冷軋板和電鍍鋅板相媲美，力學(xué)性能可以與冷軋鋼板媲美。關(guān)于鍍鋅層的厚度，現(xiàn)在似乎沒(méi)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)影響到結(jié)構(gòu)尺寸,最好是8~~12um,當(dāng)然絕對(duì)要大于8um。4 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板逆向數(shù)字建模過(guò)程：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)。第1步：進(jìn)入CATIA中的DSE數(shù)字編輯器模塊。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。此時(shí)，汽車(chē)引擎蓋點(diǎn)云數(shù)據(jù)就顯示在CATIA界面中。 第3步：用鼠標(biāo)中鍵+鼠標(biāo)右鍵在視圖中旋轉(zhuǎn)此點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型，以便仔細(xì)觀察。為以后分析做準(zhǔn)備。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。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。 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，點(diǎn)擊【OK】。然后對(duì)網(wǎng)格面進(jìn)行補(bǔ)洞與interactive triangle creation處理。 以下用兩種方法分別來(lái)做曲面（方法一）發(fā)動(dòng)機(jī)蓋板外形曲面的制