catia汽车毕业设计.docx
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catia汽车毕业设计
catia汽车毕业设计
【篇一:
汽车逆向设计毕业设计】
摘要
本文主要介绍了基于catia软件将汽车发动机盖板数据点云通过逆向工程技术设计成零件实体的过程,以及其数控模拟加工。
在设计过程中涉及到点云整理、数字编辑、自由曲面造型、快速曲面造型等技术。
在建模过程中,遇到桥接出现错误、拼接无法完成等问题,都得到了较好的解决。
在具体逆向设计中,为了建好曲面模型,运用了不同的方案,经过多次的失败和改正后,最终获得了较好的曲面模型。
关键词:
逆向工程;引擎盖;catia;曲面造型;
abstract
thearticleisaboutbasingoncatiasoftwaretodesignthepartentitywithpointcloudofautomobileenginehooddatabyreverseengineeringanditsnumericalcontrolsimulationprocessing.technologiessuchascloudarranging,thedigitizedshapeeditor,thefreecurvedsurfacemodelandquicksurfacereconstructionarebeingusedintheprocessofdesigning.intheprocessofbuildingmodel,theproblemofblend-surfaceerrorandjoinsurfacehasbeenresolved,whichhasbeenresolvedonhigherlevel.
inthespecificreversedesign,iuseddifferentplansinordertobuildgoodsurfacemodelandgotgoodsurfacemodelintheend,afterfacingmanytimesoffailureandcorrectingthem.
keywords:
reverseengineering;hood;catia;surfacemodeling;
目录
摘要..........................................................................................................................................................iabstract......................................................................................................................................................ii
1逆向工程概述.......................................................................................................................................1
1.1逆向工程定义及其应用...........................................................................................................1
1.2逆向工程系统...........................................................................................................................2
1.2.1产品实物几何外形的数字化系统.................................................................................2
2catiav5介绍......................................................................................................................................4
2.1catia在制造业的应用..........................................................................................................4
2.2catiav5概貌.........................................................................................................................4
3catia逆向工程建模基础................................................................................................................13
3.1catia曲面的逆向重构........................................................................................................13
3.1.1由曲线构造曲面的方法................................................................................................13
3.1.2由曲面派生曲面的方法...............................................................................................14
3.3catia逆向工程的特点........................................................................................................16
3.4catia用于逆向工程的主要模块功能简介........................................................................16
3.4.1dse数字编辑器模块..................................................................................................16
3.4.2qsr快速曲面重构模块..............................................................................................16
3.4.3gsd通用曲面造型模块..............................................................................................17
4汽车发动机盖板逆向数字建模过程.................................................................................................19
4.1发动机盖板点云的处理...........................................................................................................19
4.2(方法一)发动机盖板外形曲面的制作................................................................................24
4.3(方法一)发动机盖板孔的制作............................................................................................34
4.4(方法一)对称曲面..............................................................................................................39
4.5(方法一)实体的生成............................................................................................................41
4.6(方法二)点云的再处理..........................................................................................................42
4.7(方法二)利用强力匹配生成右半面....................................................................................43
4.8两种方法比较...........................................................................................................................44
5汽车引擎盖模具型面数控加工仿真.................................................................................................45
5.1创建毛坯零件..........................................................................................................................45
5.2创建加工坐标原点..................................................................................................................46
5.3设置零件操作定义..................................................................................................................47
5.4设置粗铣加工参数..................................................................................................................49
5.5换刀设置..................................................................................................................................52
5.6设置精铣加工参数..................................................................................................................53
5.7刀路仿真..................................................................................................................................56
5.8后处理......................................................................................................................................59
5.8.1激活功能选项..............................................................................................................59
5.8.2生成nc数据................................................................................................................59
结束语.....................................................................................................................................................63
致谢.........................................................................................................................................................65
参考文献.................................................................................................................................................66
附录数控加工nc代码......................................................................................................................67
1逆向工程概述
1.1逆向工程定义及其应用
逆向工程(reverseengineering,re),也称反求工程或反向工程等,它起源于精密测量和质量检验。
广义的逆向工程是消化和吸收先进技术的一系列工作方法的技术组合,它包括影像逆向、软件逆向和实物逆向等三个方面。
目前,大多数关于逆向工程的研究主要集中在实物的逆向重构上,即产品实物的cad模型重构和最终产品的制造,被称为“实物逆向工程”。
这种从实物样件获取产品数学模型并制造得到新产品的相关技术,已成为cad/cam系统中的一个研究及应用热点,并发展成为一个相对独立的领域。
在这意义下,“实物逆向工程”(简称逆向工程)可定义为:
将实物转变为cad模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称,是将已有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型,在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再创造的过程。
一般来说,产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面,在工业领域的实际应用中,主要包括以下几个内容:
(1)
新零件的设计,主要用于产品的改型或彷型设计。
(2)
已有零件的复制,再现原产品的设计意图。
(3)损坏或磨损零件的还原。
(4)数字化模型的检测,例如检验产品的变形分析、焊接质量等,以及进行模型的比较。
由下图1.1可了解逆向工程的整个产品的开发过程。
图1.1产品开发流程
1.2逆向工程系统
随着计算机技术的发展,逆向工程技术和先进制造技术的结合日趋紧密,如20世纪80年代初发展起来的快速原形技术、基于网络的异地设计及制造技术等,在产品设计和制造阶段都需要逆向工程技术的支持。
同时,逆向工程技术也和计算机辅助测量(cat)、辅助设计(cad)、辅助制造(cam)以及计算机辅助工程分析(cae)密切相关。
逆向工程成功应用的关键不仅在于各计算机辅助子模块能较好地独立完成各项工作,很大程度上还取决于各个子模块的计算机集成程度。
可以说,逆向工程是cat/cad/cam/cae等先进的计算机辅助技术集成应用的一个典型例子。
如何将这些技术组成一个整体,即集成逆向工程系统,是逆向工程技术应用研究的一个重要方向。
逆向工程系统主要由三部分组成:
产品实物几何外形的数字化子系统、三维cad模型重建子系统、产品或模具的制造子系统等。
1.2.1产品实物几何外形的数字化系统
产品表面数字化又称数据测量,是指通过特定的测量设备和测量方法,将物体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据,在此基础上,就可以进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。
因而,高效、高精度地实现样件表面的数据采集,是逆向工程实现的基础和关键技术之一,是逆向工程中最基本,最不可缺少的步骤。
数据获取在产品设计师与逆向工程及cad/cam/cae/rp/cnc之间扮演着桥梁的角色。
可以这么认为,数据测量是逆向工程的基础,测量数据的质量与最终模型的质量密切相关,直接影响到整个工程的效率和质量。
实际应用中,常发生因模型表面数据获取的问题而影响重构模型精度的情况。
因此,如何取得较佳的物体表面数据,一直是逆向工程的一个主要研究内容。
目前,用来采集物体表面数据的测量设备和方法多种多样,其原理也各不相同。
测量方法的选用是逆向工程中一个非常重要的问题。
不同的测量方式,不但决定了本身的精度、速度和经济性,还使得测量数据类型及后续处理方式不尽相同。
根据测量探头是否和零件表面接触,逆向工程中物体表面三维数据的获取方法基本上可分为两大类,即接触式与非接触式。
根据测头的不同,接触式又可分为触发式和连续式;非接触式按其原理不同,又可分为光学式和非光学式。
其中,光学式包括三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法等;而非光学式包括ct测量法、
【篇二:
catia汽车设计流程】
catia汽车设计
汽车车身设计简单理解是根据一款车型的多方面要求来设计汽车的外观及内饰,使其在充分发挥性能的基础上艺术化。
汽车车身除了要有漂亮的外表和与众不同的个性特征,同时还要能安全可靠地行驶,这就需要整个设计过程融入各种相关的知识:
车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。
从一个灵感到最后实现,需要一系列的步骤。
得到市场的认可,性能优良的内“芯”,再加上一袭新衣包装,才是新车待嫁时。
下面,让我们看看正向设计如何为一款新车设计“嫁衣”。
项目策划
项目策划包括:
项目计划、可行性分析、项目决策及组建项目组等几个方面。
图1为项目策划阶段的示意图。
图1项目策划阶段示意图
汽车企业的产品规划部门必须做好企业产品发展的近期和远期规划,具有市场的前瞻性与应变能力。
项目前期需要在市场调研的基础上生成项目建议书,明确汽身资源和研发能力的分析等。
项目论证要分析与审查论点的可行性和论据的可靠性与充分性。
经过这一阶段,要开发一个什么样的车型,类似于同行什么等级的车型,其性价比方面有哪些创意与特点即展现在我们面前。
项目策划的最后阶段是组建项目组:
组建新品开发项目小组、确立项目小组成员的职责、制定动态的项目实施计划、明确各阶段的项目工作目标、规定各分类项目的工作内容、计划进度和评价要求。
概念设计阶段
概念设计在新产品开发中有着重要地位,因此,新产品概念设计流程再造是新产品开发流程再造成败的关键所在。
一个全新的汽车创意造型设计分为以下几部分:
1.总体布置草图设计:
绘制产品设计工程的总布置图(如图2
),一方面是汽车造型的依据;
另一方面它是详细总布置图确认的基础,
在此基础上将产品的结构具体化,直至完成所有产品零部件的设计。
图2某车型的总布置草图
2.造型设计:
包含外型和内饰设计两大部分。
设计阶段包含创意草图和效果图设计:
在这一过程中,要比较竞争对手的产品,拓宽思路,勾画出多种效果图,再从中选择较为满意的几种效果图,供专家小组评审。
图3、4分别为造型设计阶段的草图与效果图。
创意的过程需全面融入产品设计与产品制造的要求,这个阶段要进行多方面的评审与修改,直到最后确定效果图方案。
图3前期设计草图
图4设计方案效果图
3.油泥模型制作阶段
概念设计的最后阶段是制作油泥模型:
制作3~5个1:
4油泥模型,制作小比例模型主要是为了节约成本及时间。
对外观评审后,选定其中一个制作1:
1油泥模型;根据总布置图构建1:
1的主模型线图,接下来制作1:
1的油泥模型。
在制作油泥模型的过程中,还需要组织多次总布置验证,各领域的问题都要考证造型的合理性,直到最后的油泥模型冻结。
图5外型油泥模型
图6内饰油泥模型
产品设计工程阶段
油泥模型冻结后,就全面进入到了产品设计阶段。
产品设计工程是汽车自主创新开发中最为重要的一步,它贯穿整个汽车开发的全过程,包括整车总体布置、汽车工程分析、产品结构分析、具体总成与零部件的详细设计以及它们之间的相关协调工作。
这一阶段耗时最长,如果撇开后期的设计改进时间不算,一般需要1年左右的时间。
在产品设计阶段,有必要让供应商提前介入,使产品的设计做得更经济、合理。
要充分利用现代产品设计的手段,加快产品设计进程,缩短产品开发周期。
利用三维软件对产品零部件进行装配,做各种断面与干涉检查,使产品结构尺寸准确无误;利用有限元分析软件对产品结构进行有限元模拟分析,产品性能模拟分析要达到合格水平。
1.整车总布置设计
在前面总布置草图的基础上,细化总布置设计,精确地描述各部件的尺寸和位置,为各总成和部件分配准确的布置空间,确定各个部件的详细结构形式、特征参数、质量要求等条件。
主要的工作包括:
发动机舱详细布置图、底盘详细布置图,内饰布置图、外饰布置图以及电器布置图(如图7)。
图7
整车总布置图
图8车身造型三维数据
2.车身造型三维数据生成
油泥模型完成后,使用专门的三维测量仪器(atos)对油泥模型进行测量,生成点云数据,工程师根据点云使用汽车a面制作软件来构建外表面(如图8)。
车身造型数据完成后,通常要用这些数据来重新铣削一个树脂模型(如图9),目的是验证车身数据。
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