汽车逆向工程设计毕业论文

汽车逆向工程设计毕业论文 错误!未定义书签。Abstract 1逆向工程概述 11.1逆向工程定义及其应用 11.2逆向工程系统 21.2.1产品实物几何外形的数字化系统 2 42.1CATIA在制造业的应用 42.2CATIAV5概貌 43CATIA逆向工程建模基础 3.1CATIA曲面的逆向重构 3.1.1由曲线构造曲面的方法 3.1.2由曲面派生曲面的方法 3.2CATIA逆向工程建模基本流程 3.3CATIA逆向工程的特点 3.4CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介 3.4.2QSR快速曲面重构模块 3.4.3GSD通用曲面造型模块 4汽车发动机盖板逆向数字建模过程 4.1发动机盖板点云的处理 4.2(方法一)发动机盖板外形曲面的制作 4.3(方法一)发动机盖板孔的制作 4.4(方法一)对称曲面 4.5(方法一)实体的生成 4.6(方法二)点云的再处理 4.7(方法二)利用强力匹配生成右半面 4.8两种方法比较 5汽车引擎盖模具型面数控加工仿真 5.1创建毛坯零件 5.2创建加工坐标原点 5.3设置零件操作定义 5.4设置粗铣加工参数 5.5换刀设置 5.6设置精铣加工参数 5.8后处理 5.8.1激活功能选项 5.8.2生成NC数据 致谢 附录数控加工NC代码 1逆向工程概述逆向工程(ReverseEngineering,RE),也称反求工程或反向工程等，它起源于精密测量和质量检验。广义的逆向工程是消化和吸收先进技术的一系列工作方法的技术组合，它包括影像逆向、软件逆向和实物逆向等三个方面。目前，大多数关于逆向工程的研究主要集中在实物的逆向重构上，即产品实物的CAD模型重构和最终产品的制造，被称为“实物逆向工程”。这种从实物样件获取产品数学模型并制造得到新产品的相关技术，已成为CAD/CAM系统中的一个研究及应用热点，并发展成为一个相对独立的领域。在这意义下，“实物逆向工程”(简称逆向工程)可定义为：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称，是将已有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型，在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再创造的过程。一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容：(1)新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计。(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。(3)损坏或磨损零件的还原。(4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的由下图1.1可了解逆向工程的整个产品的开发过程。模具加工量产复制逐层产生成型图1.1产品开发流程1.2逆向工程系统随着计算机技术的发展，逆向工程技术和先进制造技术的结合日趋紧密，如20世纪80年代初发展起来的快速原形技术、基于网络的异地设计及制造技术等，在产品设计和制造阶段都需要逆向工程技术的支持。同时，逆向工程技术也和计算机辅助密切相关。逆向工程成功应用的关键不仅在于各计算机辅助子模块能较好地独立完成各项工作，很大程度上还取决于各个子模块的计算机集成程度。可以说，逆向工程是等先进的计算机辅助技术集成应用的一个典型例子。如何将这些技术组成一个整体，即集成逆向工程系统，是逆向工程技术应用研究的一个重要方向。逆向工程系统主要由三部分组成：产品实物几何外形的数字化子系统、三维CAD模型重建子系统、产品或模具的制造子系统等。产品表面数字化又称数据测量，是指通过特定的测量设备和测量方法，将物体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据，在此基础上，就可以进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。因而，高效、高精度地实现样件表面的数据采集，是逆向工程实现的基础和关键技术之一，是逆向工程中最基本，最不可缺少的步骤。数据获取在产数据测量是逆向工程的基础，测量数据的质量与最终模型的质量密切相关，直接影响到整个工程的效率和质量。实际应用中，常发生因模型表面数据获取的问题而影响重目前，用来采集物体表面数据的测量设备和方法多种多样，其原理也各不相同。测量方法的选用是逆向工程中一个非常重要的问题。不同的测量方式，不但决定了本身的精度、速度和经济性，还使得测量数据类型及后续处理方式不尽相同。根据测量探头是否和零件表面接触，逆向工程中物体表面三维数据的获取方法基本上可分为两大类，即接触式与非接触式。根据测头的不同，接触式又可分为触发式和连续式；非接触式按其原理不同，又可分为光学式和非光学式。其中，光学式包括三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法等；而非光学式包括CT测量法、测量方式对比与设备选型接触式测量有以下优点。①因接触式探头发展已有几十年，其机械结构及电子系统已相当成熟，故有较高的准确性和可靠性。②接触式测量的探头直接接触工件表面，故对工件表面的反射特性、颜色及曲率关系要求不高。③被测物体固定在三坐标测量机上，并配合测量软件，可快速地测量出物体的基本几何形状，如面、圆、圆柱、圆锥、圆球等。与接触式测量相比，非接触式测量主要有以下优点。①不必做探头半径补偿，因为激光光点位置就是工作表面的位置。②测量速度非常快，不必像接触式触发探头那样逐点进行测量。③软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。对于逆向测量而言，数据采集的方式应满足下面这些要求。①采集精度应满足工程的实际需要，如汽车工业，其最终的整体符合精度不能低②采集速度要快，尽量减少测量在整个逆向工程中所占有的时间。③数据采集要完整，不能有缺漏，以免给后期的曲面重构带来障碍。④数据采集过程中不能破坏原形。或同时利用不同的测量方式进行互补，以得到一个精度高、信息全面的测量数据。在接触式测量方法中，三坐标测量机(CMM)是应用最为广泛的再结合实际情况，利用三坐标测量机进行测量。2CATIAV5介绍2.1CATIA在制造业的应用的大型软件，由法国达索系统公司开发，是全球制造业的主流CATIA广泛应用于制造业的各个领域，从航空、汽车、造船、通用机械到电子电器、生活用品。许多世界知名的公司如波音、克莱斯勒、宝马、奔驰、本田、丰田等都使用CATIA作为主要的设计软件。随着中国制造业的发展，特别是汽车工业的发展，随着越来越多的国际把生产和2.2CATIAV5概貌CATIAV5涵盖了机械设计、外形设计、分析与仿真、工厂设计、数控加工、数字化样机、数字样机、设备与系统、人体工程和知识工程等丰富的内容。图2.1所示为包含了所有CATIAV5模块的菜单。每个使用CATIAV5的企业都只是用其中的一部分模块，但是，了解一下CATIAV5所包含的模块还是很有用的。“基础模块”包含了如图2.2所示的模块，装配件的产品结构、材料库、与CATIIA早期版本接口、标准件库编辑器和能够实现逼真、美丽的渲染效果的照片工作室和室时渲染，还有虚拟现实、特征字典编辑器等模块。CATIAY⁵-[Product1]CATIAY⁵-[Product1]MechanicalDesignAnalysis&SimulationEquipment&SystemsErgonomicsDesign&AnalysisKnowledgewareWi图2.1CATIAV5模块CATIAV5-[Product1]CATIAV5-[Product1]cATIAV4,V3,V2ImmersiveSystemAssistantRealTimeRenderingErgonomicsDesign&AnalysisInfrastructureMechanicalDesignAnalysis&SimulationMachiningEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturing图2.2基础结构在图2.3中可以看到CATIAV5用于机械设计的模块：除了实体造型的零件、装配件设计、二维制图和二维草图基础模块外，还有焊接模块、钣金设计等模块。CATIAV5-[Product1]InfrastructureechanicalDesienMachiningEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesignAnalysis2gai-4.CATPart3gai-3.CATPart4gai-2.CATPartSgai-1.CATPartPartDesignAssemblyDesignMeldDesignDraftingHealingAssistantSheetMetalDesignAergspaceSheetMetalDesign)SheetMetalProductionCompositesDesignWireframeandSurfaceDesignFunctionalTolerancing@Annotation图2.3机械设计级曲面的自由曲面造型、汽车ClassA、汽车车身紧固件设计、在二维图片上描画曲线的早图跟踪器、处理从三坐标测量仪生成的点云数据的数字化外形编辑器，以及后续重建曲面的快速曲面重建模块、在点云数据上直接造型的外形雕刻，还有产品结构设计过程中普遍应用的创成式外形设计等模块。ShepeEreeStyleDigitizedShapeEditorEguipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingQuickSurfaceReconstructionErgonomicsDesign&AnalysisAutomotiveClassAKnowledgeware图2.4形状图2.5所示，“分析与仿真”子菜单中包括可变形装配的公差分析、网格划分工具和对零件和装配件进行强度分析等模块。InfrastructureMechanicalDesignMachiningEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesigneAnalysisToleranceAnalysisofDeformableAssemblyAdvancedMeshingToolsGenerativeStructuralAnalysisMechanicalDesignAnalysis&SimulationAECPlantMachiningEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesign&AnalysisKnowledgeware图2.7所示，“数控加工”子菜单中包括两轴加工、两半轴加工、曲面加工、高级曲面、加工检查和快速原型等模块。CATIAY5-[Product1]InfrastructureMechanicalDesignAnalysis&SimulationMachining,LatheMachiningPrismaticMachiningEquipmentSystemsDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesign&AnalysisNCManufacturingReview图2.7数控加工查数字样机尺寸和干涉的空间分析模块、运动机构仿真模块和拆装模拟等模块。StartEileEditYiewMachiningEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesign&AnalysisKnowledgeware图2.9中可以看到，“设备与系统”子菜单中有许多设备与系统模块，如电路板图2.10所示，“加工的数字流程”子菜单中包括用于加工流程的公差与标注。图2.11所示“人机工程学设计与分析”模块包括人体测量编辑器、人体行为分析、人体建模和人体姿势分析。图2.12所示，“知识工程”,是CATIAV5的精髓之一。知识工程包括知识顾问、知识专家、产品工程优化器、产品知识模板、业务知识流程模板、产品功能优化和产品功能定义。StartFileEditYiewInsertToolsWindowAnalyzeHelpMechanicalDesignAnalysis&SimulationAECPlantMachiningDigitalMockupEquipmentSupportStructuresStructureFunctionalDesignElectrical3DDesignAssemblyStructurePreliminaryLayoutSystemsSpaceReservationSystemsRoutingElectricalCablewayRoutingElectricalAssemblyDesignElectricalHarnessFlatteningShipStructureDetailDesignConduitDesignRacewayDesignWaveguideDesignEquipmentArrangementHangerDesignHVACDesignPipingDesignTubingDesignCompartmentandAccessElectricalWireRoutingElectricalHarnessAssemblyWaveguideDiagramsTubingDiagramsElectricalConnectivityDiagramsHVACDiagramsPipingandInstrumentationDiagramsElectricalHarnessInstallationElectricalPartDesignElectrical3DDesignPart戒CircuitBoardDesignDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesign&AnalysisKnowledgewareProduct1preselected8开始E:AW图2.9设备与系统StartFileEditViewInsertToolsWindowAnalyzeHelpMechanicalDesignAnalysis&SimulationAECPlantMachiningDigitalMockupEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingDPM-ProcessandResourceDefinitionProcessTolerancingeAnnotatiErgonomicsDesign&AnalysisKnowledgeware图2.10加工的数字流程StartEileEditViewInsertToolsWindowAnalyzeHelpMechanicalDesignAECPlantMachiningDigitalMockupDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesienAnalysisKnowledgewareHumanMeasurementsEditorHumanActivityAnalysisHumanBuilderHumanPostureAnalysis图2.11人机工程学设计与分析CATIAV5-[Product1]FileEditViewInsertToolsWindowAnalyzeHelpMechanicalDesignAnalysis&SimulationAECPlantMachiningDigitalMockupEquipment&SystemsDigitalProcessforManufacturingErgonomicsDesign&AnalysisKnowledgewareKnowledgeAdvisorKnowledgeExpertProductEngineeringOptimizerProductKnowledgeTemplateBusinessProcessKnowledgeTemplatePraductFunctionOptimizationProductFunctionalDefinition2gai-4.CATPart3gai-3.CATPart4gai-2.CATPart图2.12知识工程3CATIA逆向工程建模基础3.1CATIA曲面的逆向重构一半而言，产品外形的CAD模型是由多张不同几何形状的曲面经过延伸、过渡、裁剪等处理混合而成，而每一种曲面都有其特性和生成方式。因此，在应用逆向工程技术重构出产品的原CAD模型的过程中，单纯的使用某种曲面生成方法是无法完成整个模型的重构，应根据此产品外形的几何特性，选择适当的处理方法，方可较好地得到原产品的几何形状，以满足产品外形的几何特性。产品的逆向曲面重构的过程如下图3.1所示。曲面分割曲面分割选择合适的造型方法生成曲面曲面质量评估(精度、光顺性)曲面裁剪、生成外表面外表面光顺性评价图3.1曲面重构流程可见，在曲面重建的过程中，了解一些曲面生成的方法及数学原理，可以加快曲面重构的进程。这里的分类是应用层面上的，不是数学或专业的分法，主要是日常工作常用的一些曲面生成方法。(3)直纹面：多条线沿某个方向(U或V)构成面。由于同时用到几条线，且生成曲面时，把相邻两曲线参数数值相同的点用直线段连接而得到曲面，所以，这些的排列距离和均匀程度对结果影响很大。(4)扫描面：截面发生曲线沿一条、二条、或三条方向控制曲线运动、变化而生成的曲面。可根据各发生曲线与脊骨曲线的运动关系，把扫描面分为平行扫描曲面、法向扫描曲面和放射扫描曲面。由于这种造型方法只需指定运动对象及其运动轨迹，方法简洁、高效，因此，许多商用造型系统都有这种造型功能。扫描法在生成复杂形状的曲面和实体的几何造型系统中具有很强的造型功能。扫描曲面涵盖的范围很广，从简单的平面到不同截面所组合而成的曲面等，都能用扫描曲面来表示，工业产品的外形绝大多数是由一般形状简单的曲线或曲面所组成，因此，这些曲面大部分都能表示方向运动而生成的圆弧形过渡面。(2)变半径倒圆曲面：半径值按一定的规律变化的圆弧段与两原始曲面相切，并沿它们的交线方向运动而生成的圆弧形过渡面。(3)等厚偏移曲面：与原始曲面偏移一均匀厚度值的曲面。(4)变厚度偏移曲面：在原始曲面的角点处，沿该点曲面法矢量方向偏移给定值(5)混合曲面(桥接曲面):在两个(或多个)分离曲面的指定边界线处，生成一个以指定边界为生成曲面的边界线，与所选周围原始曲面圆滑连接的中间曲面。(6)延伸曲面：在曲面的指定边界线处，按曲面的原有趋势(或某一给定的矢量方向)进行给定条件的曲面扩展而生成的曲面。(7)修剪曲面：把原始曲面的某一部分去掉而生成的曲面。(8)拓扑连接曲面：把具有公共边界线的两个曲面进行拓扑相加后的曲面。对不规则的自由曲面在CATIA中由贝塞尔曲面(FS自由曲面造型模块)和B样条曲面(包括非均匀B样条曲面NURBS曲面，GSD通用曲面造型模块)两种不同的定义形式。由于贝塞尔曲面和样条曲面以四边面为基础，所以对三边面或多边面的处理将是CAD软件处理的难点，如Imageware通常采用过渡曲面的方法，而CATIA可以对此类曲面的直接处理也可以得到很好的效果，也可以看出此软件的曲面造型功能的强一般产品的建模应该满足下面产品设计的主要的要求：①数学模型的精度误差满足用户可交付使用；②曲面内在的质量要求，如曲面的连续性要求，光顺性要求等；③曲面连续过渡的质量要求，如不能出现尖角等；④过渡曲面的流动路径要求；⑤曲面或局部协调性和对局部特征分界的合理性；⑦模具拔模的工程制造符合性要求；⑧设计、质量和验证审核的可行性；CATIA逆向工程是工程建模的一种方法，生成的数学模型也应符合一般产品建模的基本要求，产品设计和检验流程遵循逆向工程建模的一般过程，如下图扫描点云扫描点云特征线面实体模型3.3CATIA逆向工程的特点向工程有自己的特点。①点及点云数据处理的高效率。②可以构建ClassA曲面。③可以根据需要快速构建ClassB曲面。⑤多样化检测工具(曲率分析、连续分析、距离分析)。⑥三角网格曲面直接进行3轴加工。3.4CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介QSR(快速曲面重构)模块；GSD(通用曲面造型)模块。(1)此模块在CATIA逆向工程中的主要功能·预处理点云数据包括点云的过滤、删减、空洞修补、对齐、合并等。·三角网格曲面划分后可直接进行3轴加工或快速成型。(1)此模块在CATIA逆向工程中的主要功能应用快速曲面重构模块及数字编辑器可以快速、轻易的重构精准曲面(1)此模块在CATIA逆向工程中的主要功能新构面，生成高精度和高质量的曲面。(2)此模块应用流程·根据做好的特征线或线框，结合产品结构，构造曲面。由上可知，在设计过程中，并不是所有的点都是需要选取的，因为，在确定曲面的控制曲线时，需要找出哪些点或线是有用的，哪些点或线是细化特征的，在以后设计中要用到。在选点时，尽量选择质量好的且能反映此部分特征的点或线，然后对其3.5引擎盖的建模方法及工艺分析在对引擎盖进行逆向设计时，其建模方法和工艺分析是首要工作是设计顺利进行的保证。3.5.1引擎盖的建模方法引擎盖的建模方法有两种即整体法和对称法。(1)整体法就是对引擎盖的整个点云进行处理，然后在对这些点云进行坏点剔除、匀化、横截面，勾勒出零件原型的特征轮廓线，再通过这些轮廓线构建曲面，最后进行结构及机构设计，完成设计。其优点是不需要后期进行分割等操作，整体成型，曲面间的结合少，生成实体零件时较容易，但其缺点是工作量大，产品的对称性不能满(2)对称法就是对零件的一半点云进行处理，其方法和整体大致相同，不同点就是要找到一个合理的对称面，采用对称的方法构建整个曲面。其优点是工作量小，得到的零件对称性好，其缺点是对称面不容易找到，对称后的零件精度差。(3)综合两种方法的有缺点，通过自己的尝试，最终我选择了对称的方法。3.5.2引擎盖的工艺分析(1)汽车的覆盖件是A级曲面，所以引擎盖不仅要满足机构上的需要还要满足美观的需要，表面质量要求较高。为了防止多次拉伸可能带来的表面质量破坏和下降，本覆碳量相当于8～10号钢，抗拉强度270MPa,这类钢板即车身常用的普通钢板。关于汽车外板，热镀锌板应用越来越广泛，热镀锌产品成本上的优势，比电镀锌产品便宜10%～20%,质量上表面质量可与冷轧板和电镀锌板相媲美，力学性能可以与冷轧钢板媲美。关于镀锌层的厚度，现在似乎没有统一的标准，一般在8-12um,这是根据欧洲的12329标准标注的，要求锌层厚度是8微米，镀锌的目的是保护下层的金属不受腐蚀，太薄的话针孔会更大和更多，太厚的话可能会影响到结构尺寸，最好是8~~12um,当然绝对要大于8um。4汽车发动机盖板逆向数字建模过程4.1发动机盖板点云的处理进入CATIA用户界面如下图4.1所示：CATIACATIAV5威力洗衣机开发一部-[Part26.CATPart]yz平面零件几问体选择对象或命令图4.1CATIA用户界面读入点云数据：可读入不同类型的点云数据，此次建模的数据类型为一个由计算第1步：进入CATIA中的DSE数字编辑器模块。第2步：点击，进入ClouldImport界面，点击SelectedFile,选择名称“hood_outer.asc”的文件。如图4.2所示。UpdateSampling(%)|100.000000Sampling:100%Scandirection:0Numberofpoints:192103?确定应用取消图4.2点云导入对话框此时，汽车引擎盖点云数据就显示在CATIA界面中，如图4.3所示。图4.3点云外形第3步：用鼠标中键+鼠标右键在视图中旋转此点云数据模型，以便仔细观察。为以后分析做准备。第4步：观察点云数据模型，大致推出对称结构，这样可以用点云质量较好部分推出全貌。第5步：点云的稀释单击按钮并选择点云，进行稀释，为了使复杂的结构质量更好我们选用适应性，按照图4.4进行设置，其结果如图4.5。FilterFilterTypeHomogeneousOAdaptative□Max.DistanceStatistics2.3mn0.336mmStep:0Pointstobefiltered:192103Remainingpoints:192103(100.00%)-Output确定应用关闭图4.4点云稀释对话框图4.5稀释后的点云第6步：三角网格化点云单击按钮并选择点云，进行三角网格化，在对话框选项设置如图4.6所示，点击【OK】按钮生成图如下图4.7网格面。然后对网格面进行补洞与interactivetrianglecreation处理，如图4.8所示。MeshCreation1123DMesherO2DMesherSmoothSmooth□Triangles关闭图4.6创建网格面对话框图4.7生成网格面图4.8处理后网格面以下用两种方法分别来做曲面4.2(方法一)发动机盖板外形曲面的制作第1步：单击按钮进入逆向曲面重建模块，单击进行标准斜率分割，如图4.9曲率分割后的平面第2步：由于点云关于xz平面对称，所以把点云分割开来Trim/SplitElementtoTrim/Split|MethCrestion.1CuttingElementsProjectionTypeNormaOperationOOGrouped取图4.10分割后对话框第3步：根据斜率分割得到的参考线创建特曲面征曲线，单击按钮，沿着斜率分割后得到的参考线描线，出现如下图4.11所示。创建类型□禁用几何图形检测□隐藏预可视化曲线光顺选项◎弦长度确定取消图4.113D曲线对话框曲面的所有特征曲线完成后如图4.12图4.12曲面特征曲线3步：创建曲面(1)进入逆向曲面重建模块单击按钮，按照如下图4.13所示对话框选择边界和穿越点。图4.13激活点云平面poyt零件几OSelectionMeshSmoothing.1ParametersInformationMeshSmoothing,1CloudPreparationConstraint图4.14powerfit对话框(2)选择完所创建的屋面特征线，单击预览按钮预览，确定无误后点击◎确定按钮完成，结果如下图4.15所示的曲面。图4.15powerfit曲面结果(3)按照上述方法对引擎盖其他曲面进行构建其结果入下图4.16。图4.16填充曲面结果(4)单击按钮使用桥接命令连接上述两块曲，其结果如下图4.17。图4.17桥接曲面的结果第4步：连接曲面(1)单击按钮，按照如下图4.18所示对话框设置选项。图4.18曲面拼合话框(2)确定无误后点击【确定】按钮完成，结果如下图4.19所示的曲面。图4.19曲面拼合的结果(3)进入自由曲面进行距离分析，按照图4.20进行设置图4.20离分析对话框其结果如下图4.21所示最心值=0.908m撮大值=1.588mm图4.21距离分析结果4.3(方法一)发动机盖板孔的制作草图，如下图4.22。图4.22草图界面(2)单击按钮，按照引擎盖初始点云的形状描绘出引擎盖上孔的形状，其结果如图4.23。图4.23草图结果(1)进入逆向曲面重建模块，单击按钮，选素，如下图4.24所示方向：默认(草图法线)限制1尺寸确定取消预览图4.24拉伸曲面对话框确认无误后点击确定按钮，其结果如下图4.25。图4.25拉伸结果(2)单击按钮，出现下图4.26对话框选取修剪元素。图4.26修剪定义对话框确定按钮，其修剪后的结果如下图4.27.图4.27修剪结果4.4(方法一)对称曲面(1)单击按钮，按照如下图4.28所示对话框设置选项。结果：曲面○包络体③取消预览图4.28对称定义对话框(2)确定无误后点击确定按钮完成，结果如下图4.29所示的曲面0.0010.001mm图4.29对称曲面(3)单击按钮，按照下图4.30选择要接合的元素。要接合的元素共面24分割5口检查相切检查连接性□检查多样性□角阈值预览确定预览图4.30结合对话框确认无误后点击[确定按钮，其结果如下图4.31。图4.33实体效果图4.6(方法二)点云的再处理对起凸包的点云删除，然后再补洞。如图4.34、图4.35。图4.34删除起凸包的点云d.5d.6moothing.登图4.35对网格补洞4.7(方法二)利用强力匹配生成右半面具体点云分割方法与方法一一致，点击powerfit按钮，再单击网格，生成曲面如图4.36所示。图4.36强力匹配生成的曲面后续曲面处理同方法一。4.8两种方法比较综合比较两种方法，显然方法二比较简单易于操作，而且举例分析误差较小，所以可以采用方法二。5汽车引擎盖模具型面数控加工仿真由于防火墙装配板型面结构复杂，常采取压锻，焊接和镗孔三种工艺相结合。故从工艺和结构特征上分析，将板件整体划分为几块，然后分别对其进行模具型面的数控加工。之后再将应用模具冲压锻造而成的板块，通过焊接工艺接合成完整的板件。另外，板面上的通孔可用镗孔工艺制造。在CATIAV5软件中，可通过加工工子菜单中，曲面加工模块防火墙装配板各块板件的冲压模具进行型面数控加工仿真。本次对曲面模拟加工其底模型面。模具型面对光整度有要求，采用数控铣加工，先用粗铣快速去除较大余量，并铣出型面大致轮廓，再用精铣细致加工底模型面，使之有较高的尺寸精度。同法处理顶模，用以压锻出符合要求的板块。另外，其上通孔可用镗孔加工。具体操作流程如下述。点击开始按钮开始，找到加工模块，进入曲面加工的子模块中。单击建立生料按钮,如图5.1.1所示。曲曲RoughStockestination;NoSelectionNoSelectionAxisSelect-DefinitionXmax:Xmin:Dmmefaultreferencemachiniax:pmmoftheStock图5.1.1创建生料在图形区选择目标零件作为参照，系统自动创建一个毛坯零件，且在“RoughStockCreation”对话框中显示毛坯零件的尺寸参数，在“RoughStockCreation”对话框中修改毛坯零件的尺寸，完成后毛坯零件，如图5.1.2所示。图5.1.2毛坯零件5.2创建加工坐标原点按钮，在系统弹出的“直线定义”对话框如图5.2.1所示。直线定义直线定义点1:无选择点2:无选择支持面xy平面终点：直到2:选择长度类型长度O起点无限O无限O终点无限□镜像范围图5.2.1“直线定义”对话框点生成顶面的中线，再点击“,在直线上创建中点，如图5.2.2。图5.2.2建中点5.3设置零件操作定义在模型树中双击弹出来的零件加工动作对话框,如下图5.3.1所示。(1)单击，在弹出的“数控机床”对话框中单击“3轴数控机床”按钮在单击“确定”按钮。(2)在返回的PartOperation对话框中单击“加工坐标系”按钮系统弹出对话框如图5.3.2所示，在对话框的坐标敏感区中单击加工坐标原点，再在工作窗口DefaullDefaullAMsName:PefaltreferercemchiringaasforPartOperaton.1-NCOutputParameters图5.3.2加工坐标原点对话框(3)在返回的PartOperation对话框中单击按钮，在工作窗口中的模型树中双击目标加工零件，系统返回PartOperation对话框，完成目标加工零件设定。(4)在返回的PartOperation对话框中单击□按钮，在工作窗口中的模型树中双击毛坯零件，系统返回PartOperation对话框，完成加工毛坯零件设定。(5)在返回的PartOperation对话框中单击按钮，在工作窗口中选取毛坯零件顶面，在显示Safetyplane字样后单击鼠标右键，在弹出来的快捷菜单中执行Offset命令，在弹出的EditParameter对话框中输入20mm,如图5.3.3所示，确定安全平面向毛坯零件顶面偏移，再单击“确定”按钮，返回PartOperation对话框，单击“确定”按钮，完成零件加工参数设置。图5.3.3参数设定5.4设置粗铣加工参数“MachiningOperations”功能中的Roughing命令，插入一个等高线加工步骤，系统弹出如图5.4.1所示的“Roughing.1”对话框。LLRoghingCamment:无而计offsetGoupMovethecurseroveraserattrexeagmetan图reakPrewewMrmuntheknesstomahre;8图5.4.1“粗铣”对话框单击选项卡，然后单击“粗铣”对话框中的目标零件感应区，在图形区选系统返回到“粗铣”对话框。同理，选择Roughstock.1充当生料。进入刀具参数选项卡，在“粗铣”对话框中单击 选项卡，然后点击按钮，选择立铣刀为加工刀具。在“粗铣”对话框中选空□球刀复选框。5.4.2所示刀具参数。几何元素技术进给和速度补偿直径(D)刀具圆角(Rc):全长(L):切仞长(Lc)长度(1):刀柄本体直径(db):未切削直径(Dnc):图5.4.2粗铣刀具参数其他选项卡中的参数均采用默认的设置。如图5.4.3所示的参数。AutomaticcomputefromtiMachining:J图5.4.3粗铣进给率参数选项卡如图5.4.4所示。Machiningmode!Toolpathstyle;Machiningtolerance;Cuttingmode:Helicalmovement:Fullyengagedtoolmanagement:无图5.4.4粗铣刀具路经参数选项卡于口H下拉列表中选择ByArea于口H③定义径向进给量。单击Radal选项卡，然后在Stepover:下拉表中选择阶度长度选项，在Max,distancebetweenpass文本框哄输入3mm。⑤其他选项卡采用系统默认的设置。在“粗铣”对话框中单击选项卡。区域中的列表框中选择Automatic选项，均采用系统默认区域中的列表框中选择◎Pre-motions按③在MacroManapement区域中的列表框中选择◎Postmotons选项，然后单击二按在“粗铣”对话框中单击选项卡，预览刀具路线，如图5.4.5。Roughing.1ToolanimationReplaypositionsStartEnd417983Feedrate=2500mm_mnMachiningtime=123h38mn38.7996sTotaltime=124h14◎确定X=355.563mmY=-736.952mmZ=20mmCurrent4179835.5换刀设置点击钻头更换88图5.4.5粗铣刀具路线并设置精铣刀具参数，其余值默认，如图5.5.1。CommentName|T1圆锥铣刀D25口球刀More>>无描述■●图5.5.1换刀5.6设置精铣加工参数中的“MachiningOperations”功能中的Sweeping命令，在换刀.2后插入一个等高线加工步骤，系统弹出如图5.6.1所示的“精铣”对话框。图5.6.1“精铣”对话框单击选项卡，然后单击“精铣”对话框中的目标零件感应区，在图形区选择整个目标加工零件作为加工对象，系统会自动计算出一个加工区域，双击鼠标左吕选项卡，然后点击|选项卡，然后点击|钮，选择圆锥铣刀为加工刀具。选择刀具，如图5.6.2。号如图5.6.3所示的参数。 |Retract fromtoolingFeedsandSpeaSpindleoutput图5.6.3精铣进给率参数在“精铣”对话框中单击选项卡，同图5.4.4所示。MachiningRadial|Axial|Zone|laland|HsMIMax.distancebetweenMin.distancebetweenScallopheightiViewDirectionAlongtoolaxis*3/5AlsConvert|OOtheraxsCollisionclPasstpase:图5.6.4精铣刀具路经参数中输入1.5mm,其他选项单击中输入1.5mm,其他选项卡参数设置为默认。各项参数为默认设置，如图5.6.5。1密在“精铣”对话框中，单击图5.6.5精铣进退刀路径选项卡，预览刀具路线，如图5.6.4。Y=112.381mmZ=0mmX=-379.031mmI=0J=0K=1加工时间=10h图5.6.4精铣刀具路线5.7刀路仿真(1)单击按钮，选择|制造程式.1,系统计算弹出“换刀.5.7.1所示。Toolanimation4(2)在“换刀.1”对话框中单击按钮，然后单击零件的运行情况。先进行粗铣，如图5.7.2所示。再进行精铣，如图5.7.3所示。模拟加工完成后，如图5.7.4。按钮，观察刀具切割毛坯图5.7.2粗铣图5.7.3精铣图5.7.4加工完成5.8后处理后处理事为了将加工操作中的加工刀路转换为数控机床可以识别的数控程序(NC代码)。后处理的一般操作过程如下：5.8.1激活功能选项选择下拉菜单的工具T)选项中的“选项”命令，系统弹出如图5.8.1所示的“选项”对话框。在左边的列表框中选择加工选项，然后单击输出选项，在选项选项General|Resources|OperationPostProcessorandControllerEmulatorFolderONoneOCenitIMS_OICAM_ToolPathStorage●StoretoolpathinthecurrentdocumentOStoretoolpathinanexternalfileMachiningAxisOrigin□FxedonthepartaftertablerotationDuringToolPathComputationStorecontactpointsintoolpathToolOutputPointToolTipENOOToolCenter取消D:ProgramFles(x86NDassaultSystemes)CATnwintelalstart5.8.2生成NC数据在特征树中点选|制造程式.1系统弹出如图5.8.2所示对话框。然后点击以批次方式产生NC码输入输入CATProcess:选择〇零件步序〇以加工工法C:\Users\ADMINI~1.ZGC\AppData\Local\Temp\laptsc□储存输入CATProcess:关闭图5.8.2以批次方式产生NC码对话框1.选择数据类型2.选择输出数据文件的路径可以采用系统默认的文件名，单击“保存”按钮完成输出数据的保存。3.调制刀具动作在“以批次方式产生NC码”对话框中单击“刀具动作”选项卡。再在“原点方式”下拉栏中，选择“由机具”,其余默认，如下图5.8.3。以批次方式产生以批次方式产生NC码图5.8.3刀具动作4.格式设定动陈述”下拉栏中，选择“由机具”,其余默认，如下图5.8.4。