基于PROE汽车覆盖件逆向工程与制造毕业设计.doc

基于PROE汽车覆盖件逆向工程与制造ee（ee）指导教师：ee【摘要】 介绍了逆向工程的含义，阐述了应用逆向工程进行汽车覆盖件模具设计及其关键技术，对汽车覆盖件进行了扫描，用surfacer软件对点云进行了处理，然后在UG中进行了造型，模具设计，及其模仁的模拟加工，最后结果表明：逆向工程可以大大 提高覆盖件产品开发的效率和质量关键词】 逆向工程；汽车覆盖件；模具设计Based on the PROE automobile parts reverse engineering and manufacturingee(ee)Tutor：ee Abstract: Introduces the meaning of reverse engineering, expounds the application of the reverse engineering in automobile panel die design and its key technology, in automobile covering parts was investigated by scanning, using surfacer software for point cloud processing is carried out, and then carried out in the UG modeling, mold design, mold processing and simulation, the final results showed: reverse engineering can greatly improve the coverage of the efficiency and quality of product development. Key word: Reverse engineering; automobile parts; mold design 目 录0．引言 10.1逆向工程原理 20.2逆向工程特点 20.3逆向建模的一般流程图 30.4逆向工程的应用领域 41.使用深圳SEREIN三维激光扫描仪，扫描典型复杂曲面物件汽车覆盖件，得出点云图 41.1扫描前准备工作 41.2校正圆心 51.3扫描 102.在SURFACER环境中，对该点云做后处理工作—去除杂点、摆正点云、切片分层、拟合出曲线 112.1Surfacer软件的介绍 112.2删除杂点 122.3点云顺化和数据分割 142.4拟合曲线 173.然后把拟合出的曲线导入Pro/E软件，使用Pro/E软件中的曲线曲面建构功能做出三维实体 183.1生成曲面 193.2 修改曲率 203.3细节修改和加厚曲面 204.做出其模具 214.1模仁的设计 224.2模架的设计 244.3各个标准件 254.3.1screws(螺钉) 254.3.2Ejection（顶针） 264.3.3Support Pillar(支撑住) 274.3.4stop Buttons(限位钉) 274.3.5springs(弹簧) 284.3.6Locating Ring Interchangeable(定位环) 284.5.7Sprue Bushing(浇口套) 295.对模仁进行模拟数控加工并生成NC代码 305.1创建刀具 305.2创建几何体 315.3创建操作 315.2生成NC代码 38毕业设计内容要求：使用深圳SEREIN三维激光扫描仪，扫描典型复杂曲面物件汽车覆盖件，得出点云图，然后在SURFACER环境中，对该点云做后处理工作—去除杂点、摆正点云、切片分层、拟合出曲线，然后把拟合出的曲线导入Pro/E软件，使用Pro/E软件中的曲线曲面建构功能做出三维实体，做出其模具，在雕铣机做出模型。

该实验过程包括了逆向工程、点云处理、曲线建构和实体生成以及雕铣机操作，也是新产品开发的一个典型的设计开发流程，使学生对先进制造技术有了全面的理解和认识，增加了学生对先进制造技术的研究兴趣0．引言现在，我国每年还要进口3—5亿美元的汽车覆盖件模具以满足市场需求中国的汽车覆盖件模具生产企业在软件和基础环境上，如模具材料、标准件供应、加工精度、设计水平、产品检测等方面差距仍旧很大特别是模具的设计上存在更明显的差距，着将成为制约我国汽车工业发展的一个瓶颈性的问题基于逆向工程的汽车覆盖件模具设计的研究有助于企业大大缩短开发周期、降低成本为企业建立具有自主知识产权和核心竞争力的技术和开发平台，使国产汽车在激烈的市场竞争中立于不败之地，为我国汽车工业的发展积累经验和提供规范、系统的技术理论与方法的支持和帮助0.1逆向工程原理在瞬息万变的产品市场中，能否快速地生产出合乎市场要求的产品就成为企业成败的关键由于各种原因往往我们都会遇到只有一个实物样品或手工模型，没有图纸或CAD数据档案，有时，甚至可能连一张可以参考的图纸也不存在，没法得到准确的尺寸，这就为我们在后续的工作中采用先进的设计手段和先进的制造技术带来了很大的障碍，制造模具也就更为烦杂。

但是逆向工程技术很好的解决了这一问题随着计算机技术的飞速发展，三维的几何造型技术已被制造业广泛应用于产品及工模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物（产品原型或油泥模型）转化为计算机上的三维数字模型，在CAD领域，这就是所谓的逆向工程0.2逆向工程特点传统的复制方法是用立体雕刻机或液压三次元靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量产这种方法属称类比式（Analog type）复制，无法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改这为后续的改进设计造成很大程度上的麻烦传统的复制方法时间长而效果不佳，已渐渐为新型数字化的逆向工程系统所取代逆向工程系统就专门为制造业提供了一个全新、高效的三维制造路线并给出一个一体化的解决方案：从样品→数据→产品逆向工程通常是以专案方式执行一模型的仿制工作往往制作的产品没有原始设计图档，而是委托单位交付一件样品或模型，如木鞋模、高尔夫球头、玩具、电气外壳结构等，请制作单位复制（Copy）出来因为长期专门从事逆行工作，所以工作效率很高，三维模型也很专业逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，配合逆向软件进行曲向重构，并对重构的曲面进行精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进行快速成型或CNC数控加工。

IGES数据可传给一般的CAD系统（如：UG、MDT等），进行进一步修改和再设计另外，也可传给一些CAM系统（如：UG、MASTERCAM、SMART-CAM等），做刀具路径设定，产生数控代码，由CNC机床将实体加工出来STL数据经曲面断层处理后，可以直接由激光快速成型方式将实体制作出来0.3逆向建模的一般流程图模型曲面分析——〉确定扫描方案——〉进行实体点云扫描——〉进行点云数据处理——〉建立需要的曲线——〉建立曲面——〉进行实体建模(图0.1) 图0.1 流程图0.4逆向工程的应用领域逆向工程应用领域相当广泛，有军工，模具制造业、玩具业、游戏业、电子业、鞋业、高尔夫球业、艺术业、医学工程及产品造型设计等方面1.使用深圳SEREIN三维激光扫描仪，扫描典型复杂曲面物件汽车覆盖件，得出点云图1.1扫描前准备工作首先打开电源，打开界面，先点击（归零）使其归零，此时菜单还未激活单击，弹出对话框如图1.1所示，图1.1然后单击钥匙，出现输入密码对话框，输入密码并确认，此时所有菜单激活，如图1-2所示，单击打开激光，用打开镜头，用显示网格，图1.2所示为调各坐标的运动，图1.2为各轴向负向运动，为向正向运动，为位置或角度清零， 后面输入的为每次移动的距离，在离镜头较近位置时距离应该给较小的值，以免撞到镜头。

1.2校正圆心在进行扫描时，当需要角度旋转时，还需要调节T轴圆心，这是由于在每次关机后再次开机的话，T轴圆心都会有误差，所以每次开机都先要校正圆心，其具体步骤为：图1.3首先将圆棒放于圆台之上，调节y，使激光照在圆棒上，然后调节x使激光位于网格的左边第四格左右，此时焦距最佳，然后使y向正方向运动，当激光线刚好消失时，在图1.3中按下确认右边界，然后使y向负向运动，当激光刚好消失时，按下确认左边界，Y Step后面为扫描时Y方向的步距，一般为0.5cm（如果需要扫描更细，可将步距调更小）然后调节z方向，并确认下边界然后按下后弹出的对话框如图1.4所示，在对话框中勾选最后一项，并选择镜头，此处若不勾选，则认为两镜头同时扫描，一般扫描时不用，而只用单镜头选完后按下便开始扫描 接着当第一次扫描完后，在surfacer中打开object0（每次扫描所得点云数据的文件名都默认为object0.imw,所以每次扫描完成后都应将点云换名保存）即为此次扫描的点云，如下页图1.5所示然后 图1.4 图1.5将转台旋转120度，但这次角度 不需要记忆，旋转完后需用将角度清零，与第一次扫描相同，定出左右边界和下边界，然后开始扫描。

扫描完后在surfacer中将图打开然后旋转120度进行第三次扫描，并将其也在surfacer打开（此时是将三次扫描的点云再同一个窗口打开），如下页图1.6所示图1.6最后在surfacer中使用（拟合圆柱体）指令，使三次扫描的点云拟和成圆柱，如图1.7所示然后找出各圆柱的中心轴，图1.7利用surfacer中的Construct(构造)>>Curve From Surface（曲线来自曲面）>> Line From Cylinder/Cone Axis（线来自于或中心线）指令（如图1.8所示），并利用各中心轴的中点做一圆，然后找出圆心坐标，在surfacer中Create>>Arc/Circle>>Circle w/3 Point指令（如图1.9所示）此时弹出如图1.10所示的对话框，单击最下面的Interaction Tools,弹出一菜单，选则（选择线的中心点）使三条中心线选中，单击应用，会在Circle Info下面显示出所做圆的圆心坐标，然后查看图中的坐标，并和画图所得的圆心坐标值进行运算，具体为X带符号相加，Y带符号相减将运算所得的X,Y值填入上表中，然后在图1.11所示菜单中单击即可保存此数据，此时转台的误差便消除，在扫描时可以任意旋转一个角度后扫描，并且不同角度扫描的点云会自动拼合。

图1.8图1-11所示各项一般不要进行改动图1-12为激光的功率，亮度等的调节，一般也不动图1.9图1.10图1.111.3扫描进行完上面的调节之后，便可以扫描物体了，扫描之前要在物体上喷上反差剂，这样物体表面的反射度姣好扫描出的点云质量好，而且在扫描时最好使周围光线不要太亮这样扫描出的点云杂点会较少，在扫描时，由于图形复杂，激光照不到或者镜头接收不到反射，有可能一个角度扫描不完整，这时需要旋转一定角度之后再次进行扫描，（应该以最少的旋转次数，测出最完整的点云）旋转方法和上面校正中心的相同，但是要注意旋转角度后角度位置一定不能清零，而且在开始扫描时，需点击图1.4中的先确认角度，否则在开始扫描后将旋转至第一次扫描的位置（角度是以负方向即逆时针旋转使角度归零）在扫描时Z轴方向每次只能扫描50cm的高度，但有的工件高度很高，一次扫。