CATIA逆向建模操作流程及注意事项

1 1 逆向建模的基本设计流程逆向建模的基本设计流程 (1)测量样件取得点云数据文件 (2) 导入 CATIA R15 (3)检查点云是否完整， 是否符合建模要求 Y N (4)校正坐标系，和整车坐标必须一致 (5)分析点云，去除噪点，并过滤 (6) 云点数量剩余 70%-90%，且特征完好 Y N (7)点云对正、局部合并 (8)局部合并、点云细化处理 (9)点云特征是否完好 Y N (10)样件特征分析 (11)样件特征分级 (12)网络化实体显示 (13)提取特征 (14) 点云处理 (15)特征拟合 (16) 拟合特征编辑 (17) 拟合特征误差分析 (18) 关键尺寸圆整、编辑 (19)圆整后特征编辑 (20) 导入截面线或点，绘制加强筋 (21)倒角、圆角、拔模、打孔 Y N (22)剩余特征加入、仿辑、修饰 (23)总体特征检查，是否符合要求？ (24)完成保存，并组织数模评审。 Y N (25) 输出冻结数模和设计记录跟踪单 Y N 一、逆向设计流程方法一、逆向设计流程方法 1.11.11.11.1 校正坐标： 1.1.1 根据零部件的具体情况，分析零部件的定位基准（关键孔位、关键线、关键面） 。 1.1.2 确定基准后制定坐标，并和整车坐标系进行对比、分析、判断。 1.1.3 若一致，进行流程的下道工序；若不一致，对其坐标进行校正操作。 1.1.4 校正坐标的方法如下： 零部件上找出定位基准元素（定位点、定位线、定位面） 。 定位点：单个点、圆心、球心、直线中点等； 定位线：直线、圆柱中心线、圆锥中心线、平面法向线等； 定位面：平面、基准平面、法平面等。 找出的基准元素必须能确定一个坐标系即能限定直角坐标系的六个自由度。然后，利用找出的 基准元素建立坐标系。 利用 CATIA 点云校正合并功能校正坐标。然后，对结果进行检查，如果不满意，重复进行以上三 步操作，直至满意为止。 1.21.21.21.2 分析点云、去除杂点。 1.2.1 观察对齐的点云，与样件或实物进行比较。如果还没有完全反映必需的特征，那只能重新扫描样 件。 1.2.2 若点云太密，电脑显示太慢，可以设置点云的显示稠密程度。当样件点云周围杂点太多，可以用 CATIA 点云移除来去除杂点。 1.31.31.31.3 点云合并、细化。 1.3.1 合并点云：当框选，去除杂点时或原测量点云是单块拼合起来的时，我们就需要把此点云 合并起来。 1.3.3 对点云进行细化。各人根据自身的认识情况，对点云特征进行区分，详细地分解各个小特征的过 程，就是对点云进行细化的过程，这样点云就清楚了，思路也有了。 1.41.41.41.4 样件分析。 1.4.1 图纸分析。若只有二维图纸，我们应当注意其绘制标准。 1.4.2 点云分析。若只有点云，没有图纸，我们应当注意其用途、精度、具体要求及特性等。 1.4.3 实物分析。若只有参考样件，并没有点云和二维图纸。我们应当特别注意其功用及精度要求。 1.4.4 点云和参考样件分析。若第三方提供的是点云和参考样件分析实云，我们应当特别注意点云的清 晰性和可操作性。往往既有点云又有实物的情况点云很可能不是很理想，制作者千万要注意。 1.5 样件特征分级 1.5.1 样件特征共分 A,B,C 三级； A 级为配合面,安装基准面,功能面,定位孔,特征线等尺寸精度要求较高的点线面,误差精度要 求小于 0.5mm； B级为结构面,过渡面,工艺面,过渡线等尺寸精度要求一般的点线面,误差精度要求小于1mm； C 级为过孔,工艺孔,加强筋边界等尺寸精度要求不高的点线面,误差精度要求小于 2mm； 应认真分析点云和样件，切忌把样件的制造缺陷和偏差带入逆向设计零件中。 1.61.61.61.6 特征区分、特征面、特征线。 1.6.1 特别清楚的特征区分，比如圆孔、圆柱、平面等。 1.6.2 清楚的特征区分：可在特征上单独取点云，个别似合。 1.6.3 不清楚的特征区分。根据零件的功能特性和实际情况，对点云认真对待，用三角化显示功能体现其特 征，尽量根据功能保证偏差来加以制作。 1.6.4 特征面、特征线是逆向时的关键元素，它们的判别相对比较直接，容易看得出来。 1.7 提取具有基本特征的点云。 1.81.81.81.8 点云处理。 1.8.1 点云太大，利用点云过滤器减少云点数量，但基本特征要清晰。 1.8.2 利用作动区域工具把点云分开，并进行处理。 1.91.91.91.9 特征似合。 1.9.1 几何特征似合。几何特征似合比较容易，直接似合成直线、平面、圆柱、圆锥、球等。 1.9.2 自由特征似合。自由特征似合比较困难，一般都需要利用传统的制作方法：由点到线再到面的成型形 式。所以，自由特征似合建立关键是建立关键点、关键线、关键面。只有在点、线上下功夫，自由特征才 能作得好。 1.101.101.101.10 特征编辑。 1.10.1 带参数的特征编辑。带参数的特征由于有参数存在，所以比较好编辑，只要把参数列表打开，选中 要修改的参变量，双击 ，在弹出的对话框内就可以进行想要的参数修改。 1.10.2 不带参数的特征编辑。不带参数的特征的编辑比较困难，一般没有其它方法，只好重新制作一遍。 所以，大家需注意，在制作三维数模，尽量带有参数，这在制作时可能要多耗一些时间，但日后修改就方 便多了。 1.111.111.111.11 误差分析。 1.11.1 最大误差要求。若有些逆向件，有最大误差要求，那么，只要最大误差不超过要求误差，逆向零部 件就算合格。例：一般的自由特征。 1.11.2 平均误差要求。若有些逆向件，只有平均误差要求的，那么，我们逆向的零部件，平均误差在要求 的误差范围内，逆向零部件就算合格。 1.11.3 最小误差要求。若有些逆向件只有最小误差要求的，那么，我们逆向的零部件最小误差在要求的误 差范围内，逆向零部件就算合格。例：总布置要求的零部件。 1.11.4 若误差不在要求的范围内，首先需找出那些地方出离误差，然后有针对性地进行分析及修正，直至 合格为止。 1.121.121.121.12 关键尺寸圆整。 1.12.1 精度要求。要圆整尺寸必需要知道设计精度。若设计精度为 0.01，那么圆整尺寸也应到 0.01。 1.12.2 功能孔位及基准孔位圆。这类孔位及相对位置的圆整相对有规律，它们的大小一般是整数，并且符合 设计规范，是有章可循的。 1.12.3 定位尺寸圆整。此类尺寸一般为整数，制作时可根据情况充分考虑。 1.131.131.131.13 大特征编辑。 1.14.1 有参数的大特征。有参数的大特征比较容易编辑，打开参数列表，选定被修改项，设置参数值就行。 1.13.2 无参数的大特征。无参数的大特征修改比较困难，只能重做。 1.13.3 在编辑特征前，必需做分析，尽量少改动件，这样既节约时间，又提高效率。 1.141.141.141.14 编辑小特征。 2.14.1 对做好的面或体进行倒角、圆角、拔模、打孔、修剪等操作，从而使逆向物体再现。 2.14.2 当由于先前制作的面有问题时，要对面进行编辑，有时可能只对导角部分的特征进行操作，很少的 修改就可以完成任务，达到要求。 1.151.151.151.15 总体检查。 1.15.1 偏差检查。检查逆向好的数模与点云的偏差值，看看是否符合要求。 1.15.2 特征检查。检查特征是否丢失，特征偏差是否符合要求。 1.15.3 孔位检查。检查孔位之间的尺寸要求及圆整情况。 1.15.4 拔模角及工艺圆角检查、检查拔模角、检查工艺圆角。 1.181.181.181.18 保存。保存。 1.18.1 版本要求。必需按部门要求，把数模保存为 CATIAR15 版本格式。 1.18.2 带参数数模保存。最终数模不必带有参数保存（除特殊要求外） ，但数模绘制者应保存一份带参数的 原始数模，以便后来修改之用。 1.18.3 名称要求，文件名称由零件名称拼音和零件代号组成， 二、逆向建模过程中的注意事项二、逆向建模过程中的注意事项 设计总成产品时，必须考虑零件之间的相互搭配，找出基准零件，一般基准零件为总成中较大或较 主要的零件，其他零件以此件为基准绘制数模； 例：主减速器总成的基准零件为减速器壳，前制动器总成的基准零件为转向节，轮毂单元的基准零 件为轴承座。 图 2.1 后主减速器总成图 2.2 前制动器总成图 2.3轮毂单元 绘制数模应尽量选取较大的加工面、配合面、轴承位或较关键的部位作为绘图基准，单个零件尽量 在整车坐标下构建模型； 例： 图 2.4 后主减速器壳 在进行逆向设计时，要领会原设计者的意图，不能完全依赖点云。要基于正向设计的判断。哪些地 方是自由曲面？哪些地方是圆弧面、锥面、回旋面、平面； 例： 图 2.5后主减速器壳 轴承位 较大配合面 回旋面锥面 在进行逆向设计时，铸件和锻件的特征一般由直线、圆、圆弧 、平面、圆弧面、锥面等规则特征构 成，因此对于铸件和锻件，除去配合面或拟合误差比较大的情况下，一般要用上述规则几何特征去 拟合，尽量不用自由曲线或自由曲面； 图 2.6转向节 要充分考虑测量零件的变形。零件在使用过程中挥发生扭曲变形、损坏等现象，这与原设计状态差 别很大。因此，在拟合零件时，要注意避开这些疵点； 例： 图 2.7旋置主体 圆弧面 圆 自由曲面 锥面 平面 直线 圆面 圆弧面 测量此孔直径为59.7-60mm， 设计时应考虑到因长期受轴 套外管的挤压而使它产生椭 圆和变形。 74.4 74.5 四孔属于结构和功能相似， 孔的尺寸应该保持一致，可 统一取为 74.5mm 要注意拟合方法。用 CATIA 软件进行逆向设计，并不是简单的产品仿制，而是在充分掌握正向设计 思想的前提下进行。铸件和锻件的结构都比较复杂，是由很多基本特征和具体特征构成的。如减壳 的回转腔、转向节的节臂等，是零件的基本特征，而基本特征上镶嵌的许多安装孔位、加强筋则是 具体特征。因此，在进行复杂件拟合时，先进行基本特征拟合，然后把具体特征叠加上去，即复杂 结构简单化设计方法； 例： 图 2.8 后主减速器壳 充分考虑零件的制作工艺。比如铸件的拔模斜度；锻件的脱模方向、拔模斜度。不能使零件的单个 特征出现拔模轴线不一致，分别有各自的脱模方向，在用点云进行拟合零件的特征时，由于不可避 免的测量误差、被测零件的变形、拟合误差等原因，很可能会出现上述现象。因此，事先找出零件 的脱模方向，然后以这一方向为基准拟合零件的特征，可避免出现拔模负角； 建模时要充分遵循传统的设计原则，以有利于二维图的表达。如相同功用的孔位统一考虑，孔位距 一致或圆整，孔位的圆心是否在一条直线上，孔的大小是否一致等； 例： 图 2.9 后主减速器壳 工艺孔、螺纹孔、轴承孔、加强筋、安 装孔等具体特征，可以在减壳基本特征 拟合完后再做上去。 都是工艺孔，大小近似，且对称分 布，应考虑统一 都是 M8 的螺纹孔，但为了防止装配时出错， 故 意使三孔不在一条直线上 同 为 连 接 孔， 且连接 同一个件， 应 考 虑 统 一 同样的螺纹孔，功能一样，且无特殊要求，应考虑对称分布。 考虑铸件和锻件的工艺特征。如工艺孔、工艺圆角、工艺加工面等； 图 2.10 轴承位的配合圆角间隙 考虑零