【正文】 由于時(shí)間的關(guān)系， 以及本人水平的限制， 此次設(shè)計(jì)的研究工作還有許多缺陷和不足 之處。 （ 3） 利用 CATIA 軟件 具體的逆向設(shè)計(jì)了一個(gè)汽車儀表盤，根據(jù)自己的探索研究總結(jié)出了規(guī)范逆向設(shè)計(jì)汽車儀表的設(shè)計(jì)流程。 由于本論文主要只是針對(duì)儀表盤的外觀形狀進(jìn)行的設(shè)計(jì)，而儀表盤還包括其它諸多內(nèi)容，如電氣布線，指示燈的選擇設(shè)計(jì)， 視覺(jué)的人機(jī)設(shè)計(jì)等。 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 34 數(shù)模的確定 在通過(guò) 上述 檢查分析之后 ，就是確定數(shù)模階段了。滿足總布置的要求，安裝硬點(diǎn)尺寸硬點(diǎn)符號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范。 因此必要進(jìn)行脫模分析。 圖 曲面曲率分析 （ 2）曲面重合度分析，主要是檢查有無(wú)多余的重復(fù)的曲面，若有，則刪除修改如下圖。在數(shù)模完成之后，接下來(lái)進(jìn)行的是對(duì)數(shù)模的審查。最終 得 到加厚的模型。塑料件的厚度是影響其剛度強(qiáng)度以及加工工藝性的重要因素，合理的選取塑料 件的厚度，不僅方便加工更能節(jié)約成本同時(shí)還能保證塑料件良好的質(zhì)量。 圖 倒角命名 同 時(shí)倒角需要注意順序，一般遵循先倒豎線，在倒橫線。 點(diǎn)擊工具操作條上的帶參數(shù) 和 曲面保留 ，是其由原來(lái)的狀態(tài)（ 如圖 所示 ）變?yōu)楫?dāng)前的狀態(tài)（ 如圖 所示 ） 。 圖 進(jìn)入曲面重建模塊 圖 提取點(diǎn)云 操作 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 25 圖 圖 選取的點(diǎn)云 提取出點(diǎn)云后，點(diǎn)擊 Basic Surface Recognition 命令，彈出 Canonic Surfaces from Clouds 窗口（如圖 所示），選取點(diǎn)云，在點(diǎn)擊應(yīng)用，得到一個(gè)貼合點(diǎn)云的平面 ，根據(jù)模型需要改變曲面的大小的到所需曲面 （ 如圖 所示 ） 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 26 圖 建立平面操作 圖 所需平面 然后點(diǎn)擊 Activate Areas 命令，彈出 Activate 窗口，選取 Activate all 激活原來(lái)的模型（如圖 所示），檢查是否貼點(diǎn)云，若不是很貼，重復(fù)上面的步驟，找到一個(gè)比較貼合的平面 ，完成這個(gè)大面的重建 。 逆向件的原則一般是先逆向 確定 大面，然后在逆向 確定 各個(gè)小特征。因?yàn)椴鹣聛?lái)的儀表盤難免有所變形，也就導(dǎo)致采集的點(diǎn)云有一些不準(zhǔn)，我們?cè)谀嫦蛟O(shè)計(jì)的同時(shí)要從設(shè)計(jì)者的角度出發(fā)，準(zhǔn)確的把握設(shè)計(jì)思路 ，不用死貼點(diǎn)云。點(diǎn)擊 三角化命令，彈出 Mesh Creation 操 作窗口 （如圖 所示） ，在該窗口中，選取點(diǎn)云，并點(diǎn)擊應(yīng)用，查看三角化的模型，看是否顯示的清楚明白 。進(jìn)入該模塊之后觀察點(diǎn)云的形狀特征，看是否有多余無(wú)用點(diǎn)云。 而 CATIA 軟件比較吃內(nèi)存，剛采出來(lái)的點(diǎn)云還不適合在 CATIA 軟件上面運(yùn)行。應(yīng)用新材料新科技 ，降低儀表盤顯示器件的功耗，讓報(bào)廢的儀表盤可以回收循環(huán)在利用，符合現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展觀念。因此， 儀表盤的位置高度及顯示的顏色深度就必須滿足駕汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 19 駛員視角的要求，以免長(zhǎng)時(shí)間的駕駛讓駕駛員產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，影響汽車駕駛的安全性。今后將在加工、設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)一步探索，以期良好的吸收振動(dòng)和沖擊的效果。近年來(lái)，車內(nèi)噪聲的高低已經(jīng)成為消費(fèi)者評(píng)價(jià)車輛整體質(zhì)量的重要的“可聽(tīng)性”指標(biāo)；同時(shí)駕駛和乘坐過(guò)程中所受的到的震動(dòng)和沖擊也備受關(guān)注，它是舒適性的體現(xiàn)之一。簡(jiǎn)化儀表盤的設(shè)計(jì)，如把一些零件歸并組合等方法，減少了物理模型，使模具變得精簡(jiǎn)，降低制作模具的成本。 儀表板總成開(kāi)發(fā)流程圖 以下是儀表 盤 開(kāi)發(fā)流程圖： 圖 開(kāi)發(fā)流程 項(xiàng)目啟動(dòng) 風(fēng)格造型設(shè)計(jì)計(jì) 造型效果圖 油泥模型 點(diǎn)云采集 數(shù)據(jù)模型 結(jié)構(gòu)斷面設(shè)計(jì) 詳細(xì)零件設(shè)計(jì) 裝配設(shè)計(jì) 裝配設(shè)計(jì) CAE分析 審查校核 樣件試制 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 18 汽車儀表盤的發(fā)展趨勢(shì) 汽車儀表盤早期設(shè)計(jì)僅從功能上著手，設(shè)計(jì)比較規(guī)則、簡(jiǎn)陋，很難做到造 型上的美觀。 裝配設(shè)計(jì) 儀表板總成裝配設(shè)計(jì)是指把儀表板總成的所有零部件，按他們之間的裝配關(guān)系要求，組裝在一起，以滿足儀表板總成的總體功能要求。目前汽車儀表趨向于把各種功能儀表及報(bào)警燈設(shè)計(jì)成整體的一個(gè)組合儀表。由于許多安裝件并不是固定的，因此要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前就應(yīng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)部件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分考慮運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)構(gòu)性能及其協(xié)調(diào)性。一般低檔轎車或吉普車的儀表板本體采用整體注塑成型儀表板，材料選用 PP 復(fù)合材料、 ASG 及改性 PPO 材料。 結(jié)構(gòu)及特征設(shè)計(jì) 安放儀表組合設(shè)計(jì) 儀表組合是整車儀表板中非常重要的零 部件，它向司機(jī)隨時(shí)提供關(guān)于汽車各方面的信息與數(shù)據(jù)，同時(shí)還起裝飾作用。但隨著曲面階數(shù)的增加，會(huì)給曲面的調(diào)整帶來(lái)許多困難和增加許多調(diào)整曲面的工作量。為了順利地完成這部分工作，必須進(jìn) 行曲面合理的分塊、主體曲面（儀表板頂部曲面、前段曲面、儀表盒曲面、兩側(cè)曲面等）和關(guān)鍵 圓角曲面 的創(chuàng)建等工作。在制作油泥模型時(shí)，應(yīng)考慮以下因素： ① 符合人機(jī)工程學(xué)的要求，保證其安全性、舒適性； ② 充分考慮到人的各種習(xí)慣，保證各種開(kāi)關(guān)、按鈕等控制件的操作方便性； ③ 布置在儀表板總成上的各種儀表具有良好的視野性； ④ 造型美觀大 方、有特色，但必須與整車風(fēng)格協(xié)調(diào)一致； ⑤ 結(jié)構(gòu)優(yōu)化，便于加工制造與維修； ⑥ 儀表設(shè)備功能齊全、先進(jìn)與完善； ⑦ 借鑒相關(guān)車型儀表板造型的成功經(jīng)驗(yàn)； ⑵ 、油泥模型的測(cè)量與數(shù)據(jù)處理 ① 確定測(cè)量方案，利用照相測(cè)量法提取油泥模型表面數(shù)據(jù)，利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)取孔位數(shù)據(jù)等； ② 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理，生成 CAD 系統(tǒng)能夠接受的數(shù)據(jù)格式（如 ASC、 STL 等）； ③ 把測(cè)量數(shù)據(jù)輸入 CAD 系統(tǒng)，進(jìn)行點(diǎn)云編輯處理（點(diǎn)云數(shù)據(jù)過(guò)濾、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的色彩渲染、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的剖切），以獲得建模所需的最佳數(shù)據(jù)； ④ 把處理好的數(shù)據(jù) 匹配到車身整車坐標(biāo)系中，以便與周圍的汽車零部件的數(shù)模進(jìn)行整體匹配處理； 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 15 ⑶ 儀表板總成的總體定義與初步設(shè)計(jì) ① 初步檢查和校核儀表板總成的功能完善性、可制造性與維修性，各功能零部件的分塊方法；初步確定儀表板總成的結(jié)構(gòu)形式、制造材料、加工制造工藝、拔模方向等關(guān)鍵參數(shù)； ② 定義儀表板總成及部件的安裝方式和安裝順序； ③ 初步定義各部件之間的安裝位置和安裝截面圖（ Master Section）； ④ 初步定義儀表 盤 總成的各位置的間隙； ⑷ 儀表盤 風(fēng)格曲面設(shè)計(jì) ① ClassA 曲面的初步設(shè)計(jì)。其中造型部分是基礎(chǔ)，一個(gè)造型的好壞直接影響到 零件注塑性能及其有限元分析和數(shù)控加工部分。 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 14 水溫表： 反應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度。 工作原理： 轉(zhuǎn)速傳感器將齒圈的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成正弦電壓信號(hào) → ECU 接收到正弦電壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化成規(guī)整的矩形波 → 儀表接收到脈沖信號(hào)， 驅(qū)動(dòng)指針偏轉(zhuǎn) 。 汽車儀表不但能指示車速值，還能夠顯示行駛的里程數(shù)，里程表就起到此功能。 工作原理： 車速傳感器 → 發(fā)出方波信 號(hào) → D/A → 指示 。當(dāng)打開(kāi)內(nèi)循環(huán)按鈕，車輛關(guān)閉外循環(huán)時(shí)，該指示燈自動(dòng)點(diǎn)亮 。 遠(yuǎn)光指示燈 顯示大燈是否處于遠(yuǎn)光狀態(tài)，通常的情況下該指示燈為熄滅狀態(tài)。 燃油指示燈 提示燃油不足的指示燈，該燈亮起時(shí)，表示燃油即將耗盡，一般從該燈亮起到燃油耗盡之前，車輛還能行駛 約 50公里左右。 剎車盤指示燈 顯示剎車盤片磨損情況的指示燈。在有的車型上，剎車液不足時(shí)此燈會(huì)亮 。 表 （ 1） 指示燈 指示燈 的 含義 安全氣囊指示燈 顯示安全氣囊工作狀態(tài)的指示燈，接通電門后點(diǎn)亮，約 3－ 4秒后熄滅，表示系統(tǒng)正常，不亮或常量表示系統(tǒng)存在故障 。 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 10 2 汽車 儀表盤 概述 汽車儀表盤 簡(jiǎn)介 汽車儀表盤 定義 圖 儀表盤 汽車儀表盤是汽車內(nèi)飾件的重要組成部分，是各種 儀表、信號(hào)及操作開(kāi)關(guān)集合處 ，是汽車 的操縱控制與 顯示的集中部位 ， 能集中、直觀、即時(shí)、準(zhǔn)確地提供汽車在行駛過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)狀況，如行駛速度、里程、電系狀況、制動(dòng)、壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、油量、方向指示等；同時(shí)，駕駛?cè)藛T可以通過(guò)汽車儀表不斷反 饋的信息，對(duì)汽車進(jìn)行適時(shí)有效的控制，使汽車儀表成為駕駛?cè)藛T與汽車進(jìn)行信息交流和互動(dòng)的界面。 為下面即將進(jìn)行的汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì)做出材料信息的準(zhǔn)備。 而作為汽車點(diǎn)睛之筆的儀表盤， 也正經(jīng)歷著一場(chǎng)新的變革，如何快速的生產(chǎn)出極具動(dòng)感而又性能穩(wěn)定汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 9 的儀表盤 對(duì) ，成為了設(shè)計(jì)者們研究的課題。 簡(jiǎn)單外形的零件一般采用 DSE 及 QSR 兩個(gè)模塊即 可完成曲面的構(gòu)建 。 GSD 和 FSS 模塊是使用 CATIA 進(jìn)行三維曲面設(shè)計(jì)的主要工作平臺(tái) , 在平臺(tái)中可使用線架和表面特征快速建立從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的任意形狀曲面 ,這兩個(gè)模塊有大量創(chuàng)建和編輯曲面的設(shè)計(jì)工具。對(duì)于分塊掃描的大型零件 , DSE 的分割拼接功能可以對(duì)點(diǎn)云文件依據(jù)對(duì)準(zhǔn)球 (測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)人為設(shè)置的小圓點(diǎn) , 作為后續(xù)工作兩部分點(diǎn)云對(duì)齊的基準(zhǔn) )進(jìn)行拼接 , 將各塊點(diǎn)云數(shù)據(jù)合并為一個(gè)整體的零件點(diǎn)云。其用戶群體在世界制裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了 CATIA 在 CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。包括 :從大型的波音 747 飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。 其銷售利潤(rùn)從最開(kāi)始的一百萬(wàn)美圓增長(zhǎng)到現(xiàn)在的近二十億美元。 在 70年代 Dassaut Aviation 成為 了 第一個(gè)用戶， Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)，其產(chǎn)品以幻影 2020 和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)最為著名。涵蓋的產(chǎn)業(yè)有：汽車摩托業(yè)、電子通訊業(yè)、玩具業(yè)、模具業(yè)、家電業(yè)、運(yùn)動(dòng)器材業(yè)、五金業(yè)等。 找出設(shè)計(jì)的不足，使產(chǎn)品不斷完善。并以此為依據(jù)利用 CAM軟件生成數(shù)控 NC 代碼，復(fù)制生產(chǎn)一個(gè)相同的零件 ④ 設(shè)計(jì)的零件要通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的：首先在實(shí)體模型的基礎(chǔ)上縮小比例經(jīng)過(guò)各種實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試，逐步修改實(shí)體模型。 ⑸ 逆向工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 ①模具設(shè)計(jì)制造方面：現(xiàn)代制造的大量模具都是由三維曲面構(gòu)成，常常需要通過(guò)多次反復(fù)修改原始的模具型面，已得到所需的模具。 4:RapidForm (韓國(guó) INUS 公司開(kāi)發(fā) )逆向工程軟件，主要用于處理測(cè)量、掃描數(shù)據(jù)的曲面建模以及基于 CT 數(shù)據(jù)的醫(yī)療圖像建模。具有強(qiáng)大的點(diǎn)云處理和 NURBS 曲面重構(gòu)功能。② 曲線處理過(guò)程：根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的曲線類型，曲線可以設(shè)計(jì)得與點(diǎn)的片段相同，讓曲線更光滑；也可由已存在的點(diǎn)創(chuàng)建出曲面；檢查和修改曲線，檢查曲線與點(diǎn)或其它曲線的精確度、平滑度與連續(xù)的相關(guān)性在進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。 ② 非接觸式測(cè)量：根據(jù)測(cè)量原理的不同，可分為三角形法、激光干涉法、激光衍射法、結(jié)構(gòu)光法、計(jì)算機(jī)視覺(jué)法、超聲波法和層析法、 CT 測(cè)量法、 MRI 測(cè)量法等。根據(jù)使用的測(cè)頭不同。實(shí)物或樣件 ― 三維測(cè)量數(shù)據(jù) — 三維產(chǎn)品數(shù)模 — 產(chǎn)品的一體化開(kāi)發(fā)。 逆向工程的發(fā)展概述 （ 1） 逆向工程技術(shù)定義 逆向工程也稱反求法、反求工程。成型工藝是將浸漬樹(shù)脂膠液的連續(xù)纖維經(jīng)加熱模拉出，然后再通過(guò)加熱室使樹(shù)脂進(jìn)一步固化而制備具有單向高強(qiáng)度連續(xù)增強(qiáng)塑料型材。擠出機(jī)的輔助設(shè)備有物料的前處理設(shè)備 (如物料輸送與干燥 )、擠出物處理設(shè)備 (定型、冷卻、牽引、切料或輥卷 )和生產(chǎn)條件控制設(shè)備等三大類。 擠出成型機(jī)由擠出裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和加熱、冷卻系統(tǒng)等主要部分組成。擠出成型也稱擠壓模塑或擠塑，它是在擠出機(jī)中通過(guò)加熱、加壓而使物料以流動(dòng)狀態(tài)連續(xù)通過(guò)口模成型的方法。按造成流體壓力的方法不同，一般可分為加壓袋成型、真空袋壓成型和熱壓釜成型等。常用的樹(shù)脂絕大多數(shù)是熱固性的，如酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯、有機(jī)硅等樹(shù)脂。缺點(diǎn)是： ⑤ 模具的制造成本較壓縮模高； ⑥ 塑料損耗大； ⑦ 纖維增強(qiáng)塑料因纖維定向而產(chǎn)生各向異性； ⑧ 圍繞在嵌件四周的塑料，有時(shí)會(huì)因熔按不牢而使制品的強(qiáng)度降低 （ 5） 低壓成型。傳遞模塑按設(shè)備不同有工種形式：① 活板式； ② 罐式； ③ 柱塞式。該法多用于汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 4 聚四氟乙烯的成型，也用于某些耐高溫塑料 (如聚酰亞胺等 )。 層壓成型常用的增強(qiáng)材料有棉布、 玻璃 布、紙張、石棉布等，樹(shù)脂有酚醛、環(huán)氧、不飽和聚酯以及某些熱塑性樹(shù)脂。 壓縮模塑的主要優(yōu)點(diǎn)是可模壓較大 平面的制品和能大量生產(chǎn)，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低。壓縮模塑用的主要設(shè)備是壓機(jī)和塑模。壓縮模塑又稱模壓，是模塑料在閉合模腔內(nèi)借助加壓 (一般尚須加熱 )的成型方法。 (15) 塑膠產(chǎn)品的表面處理方法：常用的有噴油、絲印、燙金、印刷、電鍍、雕刻、蝕紋、拋光、加顏色等。 汽車儀表盤的逆向設(shè)計(jì) 3 ④ BOSS 軸－孔形式的裝配法，其特點(diǎn)是模具加工方便