汽车轮毂盘的反求造型研究

南昌航空大学科技学院学士学位论文毕业设计（论文）题目汽车轮毂盘的反求造型研究专业名称机械设计制造及其自动化班级学号078105305学生姓名陈荣指导教师于斐二0一一年五月南昌航空大学科技学院学士学位论文-1-学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：日期：导师签名：日期：南昌航空大学科技学院学士学位论文-2-轮毂盘的反求造型与数控加工编程学生姓名：陈荣班级：078105305指导老师：于斐摘要：汽车轮毂盘的反求工程技术在汽车的设计生产中应用相当广泛，它是国内汽车制造业学习国外的先进设计思想、设计理念，大大降低了产品的开发成本、缩短了研发周期、增强了企业的竞争力，为企业提供了产品的快速开发能力，是提高设计水平不可缺少的重要手段。文章首先阐述了反求工程的基本概念、反求工程的国内外研究概况及发展趋势，反求造型的过程，通过对零件表面信息的获取、测量数据预处理、零件三维模型的重建和加工来完成反求工程的实现。重点研究了汽车轮毂盘的反求造型及通过UG进行数控加工编程。其次，在反求造型过程中，利用点云模型，运用反求造型的基本方法，开拓了创建思路，掌握了投影曲线、桥接曲线、截面曲线、扩大曲面、偏置曲面、扫掠曲面、直纹曲面、通过曲线网格曲面、修剪和延伸特征、变半径面倒圆特征等创建的基本技巧。再次，通过对轮毂盘上下表面进行创建程序、创建加工刀具、创建几何体、工件创建、创建方法、创建操作、型腔铣切削参数的设置、加工刀具路径生成及刀具路径的模拟，完成数控加工编程。最后，通过后置处理，得到数控加工代码。关键字:反求工程；点云模型；数控加工编程；数控加工代码。指导老师签名：南昌航空大学科技学院学士学位论文ReversewheeldrivemodelandNCProgrammingStudentname：ChenRongClass：078105305Supervisor：YuFeiAbstract：Wheeldrivevehicleinreverseengineeringtechnologyinthecardesignandproductionofawiderangeofapplications,itisthedomesticautoindustrytolearnfromtheadvanceddesignideas,designconcepts,greatlyreducingproductdevelopmentcosts,shortenthedevelopmentcycle,enhancetheenterprisecompetitiveness,andproviderapidproductdevelopmentcapability,itisdesignedtoimprovethelevelofanimportantandindispensabletool.Firstly，Thispaperdescribedthebasicconceptofreverseengineering,reverseengineeringofdomesticandinternationalsituationanddevelopmenttrendofthereversemodelingprocess,throughaccesstoinformationonthepartssurface,measurementdatapreprocessing,reconstructionofthree-dimensionalmodelpartsandprocessingtocompletetheimplementationofreverseengineering.Basicstepsandkeytechnologyoftheautomobilewheeldriveanti-seekingbyUGformodelingandNCprogramming.Secondly,modelingtheprocessinreverse,usingthepointcloudmodel,usingthebasicmethodofreversemodeling,tocreateideastodevelopandmastertheprojectioncurve,bridgecurve,cross-sectioncurve,theexpansionsurfaces,offsetsurfaces,sweptsurfaces,ruledsurface,throughcurvemeshsurfaces,trimandextendedfeatures,variableradiuscircularsurfacecharacteristicsdowntocreatethebasicskills.Thirdly,throughthewheeldriveupanddownthesurfacetocreateprogramstocreatecuttingtools,creategeometry,theworkpiecetocreate,createmethod,createoperation,cavitymillingmachiningparametersettings,machiningtoolpathgenerationandtoolpathsimulation,thecompletionofNCProgramming.Finally,itobtainedtheNCcodebypost-processing.Keyword:ReverseEngineering;PointCloudModels;NCProgramming;NCcode.SignatureofSupervisor：南昌航空大学科技学院学士学位论文目录1引言1.1课题的背景及意义··············································（1）1.2国内外研究概况及发展趋势······································（3）1.3反求工程主要步骤及关键技术····································（6）1.4本文研究的主要内容············································（8）2反求轮毂盘造型2.1绘制轮毂盘外形················································（9）2.2创建轮毂盘上的半月孔··········································（11）2.3创建轮毂盘中间小孔············································（18）2.4创建轮毂盘上的标志············································（24）2.5创建轮毂盘实体················································（26）3基于UG的轮毂盘数控加工编程3.1创建轮毂盘上表面加工程序······································（28）3.2创建轮毂盘下表面的加工程序····································（34）3.3生成的部分数控加工代码········································（35）4总结4.1总结··························································（39）参考文献···························································（40）致谢··························································（41）南昌航空大学科技学院学士学位论文-1-轮毂盘的反求造型与数控加工编程1引言为缩短新产品开发周期、提高产品的设计和制造质量、增强企业对市场的快速响应能力，一系列新的产品快速开发技术应运而生，如CAD/CAM/CAE技术、反求工程技术、快速成型技术、快速模具技术、虚拟设计技术以及并行工程等。其中，反求工程(ReverseEngineering，简称RE)已经成为新产品快速开发过程中的核心技术，它与计算机辅助设计、优化设计、有限元分析、设计方法学等有机组合构成了现代设计理论和方法的整体，已经成为先进制造技术的研究热点【1】。1.1课题的背景及意义反求工程包含有实物反求、软件反求和影像反求三个方面【2】。反求工程也称为反求工程、反向工程，是对已有的零件或实物原型，利用3D数字化设备准确、快速的测量出实物表面的三维坐标点，并根据这些坐标点通过三维几何建模方法重建实物的CAD模型的过程。实物原型经反求工程技术建立CAD模型之后，可进一步利用CAD／CAE，CAM以及CIMS等先进技术进行处理，复制出实物的样品模型。图l—l所示为反求工程技术与快速成型制造技术(RapidPrototypingManufacturing)相结合的工作流程图。图1—1反求工程流程图反求工程是当前用于产品开发和仿真加工制造的一种理想的并行设计、开发的最先进的手段，是制造业中消化吸收先进技术、缩短产品再设计与制造周期的重要支撑技术，是集三维内外轮廓测量、激光技术、粉末冶金及快速模具制造等技术为一体的高新技术，是快速原型、快速模具制造的核心技术之一【3】。随着新的反求工程原理和技术的不断引入，反求工程已经成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，在新产品开发中居于核心地位，被广泛地应用于摩托车、飞机、汽车、家用电器、模具等产品的改型与创新设计，成为消化、吸收先进技术，实现新产品开发的重要技术手段。具体来说，反求工程技术的应用主要集中在以下几个方面【4,5】：①在诸如飞机、汽车、摩托车、家用电器等产品开发中，产品的空气动力学性能和美学设计显得特别重要。新产品的设计可以应用反求工程对现存产品进行CAD建模、CAE分析，进而对CAD模型修改，在电脑中进行全方位的动态观察，南昌航空大学科技学院学士学位论文-2-三维有限元分析，三维动态仿真，基本合格后，在进行三维立体打印、树脂快速激光成型或CAM技术进行实物的数控加工，再得到远程真实的三维立体打印模型、快速激光模型或数控加工的真实产品后，再进行美学及力学的最后评审及实验试证,完全能达到对同类产品的引进、消化、吸收与创新。②由于工艺、美观、使用效果等方面的原因，人们经常要对已有的构件做局部修改。在原始设计没有三维CAD模型的情况下，若能将实物零件通过数据测量与处理产生与实际相符的CAD模型，对CAD模型进行修改以后在进行加工，将显著提高生产效率。因此，反求工程在改型设计方面可以发挥正向设计不可替代的作用。③在缺乏二维设计图纸或原始设计参数情况下，需要将实物零件转化计算机表达的CAD模型，以便于充分利用现有的计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）等先进技术，并进行产品创新设计。④某些大型设备，如航空发动机、汽轮机组等，经常因为某一零件的损坏而导致整机停止运行，通过反求工程技术，可以快速生产这些