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        基于逆向工程的踏板滑塊數字化快速開發(fā)與評估

        2016-06-03 09:11:02范鈞
        中國新通信 2016年8期

        【摘要】 本文基于踏板滑塊點云數據,通過PRO/E軟件的逆向造型功能,逆向構建出滑塊模型。在此基礎上,基于對該零件的工作條件和功能分析,對其改進方案進行確定。利用PRO/E軟件,對該模型進行參數化修改?;贛OLDFLOW軟件,對數字化設計結果進行分析與評估。

        【關鍵詞】 逆向工程 數字化設計 快速開發(fā)

        引言

        由于數字化技術可以提高現(xiàn)代產品的設計質量、縮短研發(fā)周期、降低制造費用,數字化研發(fā)方面的文獻較多[1-3]。隨著逆向工程技術的廣泛應用,數字化研發(fā)過程中引入了逆向工程技術,但是這方面的文獻較少[4-5]。本文基于逆向工程技術,通過PRO/E軟件的逆向參數化設計和MOLDFLOW軟件的數字化評估,實現(xiàn)踏板滑塊的數字化快速開發(fā)。

        一、數據采集

        通過三維結構光柵式光學掃描儀,獲取到的踏板滑塊點云數據,如圖1所示。

        二、逆向建模

        將滑塊點云導入到PRO/E軟件中,剔除點云中的粗大噪聲點。尋找出點云數據中破洞的地方,通過填充操作,實現(xiàn)破損點云區(qū)域的修補。對處理過的數據點進行包絡,達到三角平面處理效果。粗調后,小平面進入精整階段,精調能提供更為精細的三角平面。最后,將基于滑塊點云構建的滑塊曲面,轉化為三維實體,即三維曲面的實體化?;赑RO/E軟件的滑塊逆向建模,如圖2所示。

        三、改進方案設定

        逆向模型滑軌,如圖3所示。由圖3可以知道,由于滑塊在底座內壁經常做滑動,同時受到底座內壁的沖擊和碰撞,導致踏板滑塊的階梯型滑軌部分,出現(xiàn)了鋸齒形態(tài)的特征,造成滑軌部分曲面不完整,嚴重影響踏板滑塊在底座內壁的正?;瑒印?/p>

        為了恢復踏板滑塊的滑動功能,對逆向模型的滑軌進行參數化修改與優(yōu)化。針對鋸齒形態(tài)的特征,通過參數化修改,把鋸齒形態(tài)的滑軌改為完整曲面形態(tài)的滑軌。改進方案滑軌,如圖4所示。

        四、模擬分析

        基于MOLDFLOW軟件,逆向模型偏差分析,如圖5所示。由圖5可知,逆向模型的偏差程度為0.1374mm,逆向模型的成型件誤差較高,精度較低?;贛OLDFLOW軟件,改進方案偏差分析,如圖6所示。由圖6可知,改進方案的偏差程度為0.1343mm,改進方案的成型件誤差較低,精度較高。顯然,改進方案的成型偏差比逆向模型的成型偏差小,改進方案的成型精度高于逆向模型的成型精度。改進方案是對逆向模型的優(yōu)化。

        五、評估定型

        逆向模型與改進方案的模擬分析數據對比表,如表1所示。由表1可知:①逆向模型的填充時間為2.210秒,而改進方案的填充時間為2.117秒;顯然,改進方案的填充時間比逆向模型的填充時間短。②逆向模型的冷卻時間為19.16秒,而改進方案的冷卻時間為18.91秒;顯然,改進方案的冷卻時間比逆向模型的冷卻時間短。③逆向模型的氣穴數量為30處,而改進方案的氣穴數量為23秒;顯然,改進方案的氣穴數量比逆向模型的氣穴數量少,改進方案的潛在氣穴危害程度會低于逆向模型的潛在氣穴危害程度。

        綜上所述,由于改進方案的填充時間、冷卻時間、氣穴數量均優(yōu)于逆向模型的相應參數,踏板滑塊數字化模型得到了優(yōu)化,優(yōu)化效果良好。

        六、結論

        隨著數字化快速開發(fā)技術的成熟,逆向工程技術與數字化開發(fā)技術的結合將更加緊密。本文研究基于逆向工程的踏板滑塊數字化快速開發(fā)與評估過程的實現(xiàn)方法,有助于降低汽車零部件研發(fā)成本,縮短汽車零部件的制造周期,對于未來汽車零部件的數字化快速研發(fā)具有重要的參考價值。

        參 考 文 獻

        [1]胡韶華,柏占偉,伍小兵,等.基于標準化崗位的航天火工品數字化快速工藝及其應用[J].制造技術與機床,2016,(2):102-106.

        [2]李金華,姚芳萍,張德強,等.基于激光熔覆的模具數字化快速修復技術研究[J].熱加工工藝,2014,43(12):158-159.

        [3]李小強,李東升,于成龍,等.航空鈑金數字化快速工藝準備系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].塑性工程學報,2013,20(1):37-42.

        [4]范鈞,王雷剛.基于逆向工程的注塑模具數字化快速開發(fā)精度分析[J].制造業(yè)自動化,2014, 36(9):99-103.

        [5]范鈞,王雷剛.基于精度控制的鈑金件逆向數字化快速開發(fā)[J].制造業(yè)自動化,2014,36(6): 74-76.

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