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第23卷第12期 荆门职业技术学院学报 一一2008年12月 of Dec．2008 V01．23No．12 Jo啪al n℃}lnjcal Jingmen Couege 基于RE的汽车曲面模型的快速原型制造 程瑞锋，钱应平，王艳丽，陈 洪 (湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉430068) [摘要]反求设计与快速原型技术在现代制造活动中发挥着越来越重要的作用。以汽车曲面模型为 对象，论述了反求设计与快速原型一体化制造的工艺过程、关键技术，为产品的快速创新设计和制造提供新的 思路。 【关键词】 汽车曲面模型；反求设计；快速原型；创新设计 O引言 随着人们使用需求的不断变化，产品更新速度越来越快，生产方式日趋小批量、多品种。因此，急需 探索快速、敏捷的新产品开发模式。基于快速原型制造(RPM)和反求技术(RE)的创新产品开发方法 有望大大缩短产品的开发周期和费用，显著提高产品的设计柔性，尤其在我国汽车行业，此集成技术可 为汽车零部件的改型或国产化提供一种快捷有效、低成本的方法。本文主要以某一汽车曲面零件为例， 研究基于fuPM和RE的集成技术的主要流程和关键点。 l 工艺流程 快速成型的加工过程，实质上就是在z轴方向的层面叠加过程。快速成型加工从三维实体模型人 手，经过适当的处理(三角型化、切片、光滑、网格划分等)，最终得到每一层面的加工数据。因此获得产 品的三维实体模型是快速原型制造技术中的关键问题之一。反求技术就是通过测量得到数据，从而建 立起数字模型，然后将这些模型和表面特征用于产品的分析和加工。其可分为四个阶段：1)零件原型 的数字化。通常采用三坐标测量机(cMM)或激光扫描等测量装置来获取零件原型表面点的三维坐标 值。2)从测量数据中提取零件原型的几何特征。按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征 匹配与识别的方法来获取零件原型所具有的设计与加工特征。3)零件原型CAD模型的重建。将分割 后的三维数据在逆向工程软件系统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件 原型表面的CAD模型。(4)重建CAD模型的检验与修正。对逆向构建的曲面模型在反求软件下进行 光顺性和拟合度分析。通过cAD软件加厚片体，然后利用Objet快速成型机制出成品。采用根据获得 的cAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标 的要求，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的设计要求…。汽车曲面模型的反求与快速原 型制造流程如图1所示。 [收稿日期】2008—09—21 【作者简介]程瑞锋(1980一)，女，山西太谷人，湖北工业大学研究生，助理工程师。研究方向：反求与快速成型。E 一删Iil：ch瞻@t叫．c砌；钱应平(19r70一)，男，湖北工业大学副教授，博士。研究方向：反求与快速成 型；陈洪(1959一)，男，湖北工业大学教授，硕士。研究方向：材料加工。 49 万方数据 光学立 cAD objet快速 体扫描 反求软件 约喇 R车帕面板型 —————● 数宇化穗I量 塾丝二厂五磊田璺竺至玺晤面丽 CⅡ 棱型童建 图l汽车曲面模型的反求设计与快速制造工艺流程 2数字化测量 目前获取三维实物几何数据的方法有接触式和非接触式两种：接触式测量获得的数据精度高，但细 节部分无法测量，而且对被测物件的强度也有一定的要求，硬度不能太低以防测量时被测头挤压变型； 非接触式测量不会影响被测对象的外观表面、型状，测量速度快、细节角落清楚、测量数据量大等优点，