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最火逆向工程技术在摩托车发动机缸盖气道设计中箱包锁办公椅丸子机塔吊喷塑设备

时间:2022/09/12 21:50:47 编辑:

逆向工程技术在摩托车发动机缸盖气道设计中的应用

摘要:简述了摩托车发动机气道的特点和要求。讨论了引入逆向工程技术的实现过程,特别提出了在逆向工程专用软件SURFACES中目前CFRP的市场份额到达90%进行气道沙芯复杂曲面重构的实现方法,及在三维软件中进行气道沙芯实体构建,及气道分析。

关键词:自由曲面;逆向工程;SURFACES;SOLIDWORKS;LACUS150B

一、前言

近年来,我国摩托车制造工业迅速发展,设计技术不断提高,而结合逆向工程的设计技术也得到了广泛应用。摩托车发动机气道是形状复杂的自由曲面,其气道沙芯的外型图见图1所示。

图一

摩托车发动机气道所处的空间位置受缸盖上喷油器、固定螺栓和气门等的布置限制,而且也受进排气道三角区结构的制约,性能上则需保证高的充气系数和小的进排气阻力等要求,设计时所要考虑的制约因素很多,设计要求繁杂,然而,这却是发动机设计中不可避免的关键部分,对整机性能影响很大。为了得到优良的气道,以往通常是对初步设计的气道制成模型,在稳定试验台上反复试改。这个工作不仅耗时耗工,而且得到的结果也仅万向球仅是满足设计要求的可行性方案,难以实现多气道形状方案的选择和气形优化。故其设计表征、结构分析、性能评价和制造加工一直是困扰设计人员的难点之一,但这却是气道新品开发必须面对而需解决的。为此,我们在摩托车发动机进排气道沙芯的设计中引入了逆向工程技术。

逆行工程技术在自由型曲面的设计和制造中有明显的实用价值。但在应用中有两个难点,即产品的对象数字化和曲面重构。

二、产品对象的数字化

针对摩托车发动机气道沙芯,在产品的对象数字化过程中,我们采用了深圳海信逆工程公司生产LACUS150B型激光扫描仪。LACUS系列激光线扫描测量仪采用三角测量法原理,通过激光光刀对物体表面进行扫描,然后利用CCD摄像机采集被测物体表面的光刀曲线,送入计算机对信号进行处理,最终得到物体表面准确的三维坐标数据,是一种非接触测量仪器。如图1所示,气道沙芯的曲面均为复杂不规则曲面,用一般的接触式测量仪可能造成部分死角无法获取数据,导致最终气道设计误差的增大。用激光测量仪可以降低误差,而且获取数据的时间比较短。此气5. 图形曲线尺度自动zui佳化Auto Scale道采用贴小球的方法测量两次,最后,用SURFACES专业逆向软件进行定位组合。

获取数据的过程如下:

1、 利用LACUSE150B测量机的测量软件 Hiscanner进行气道沙芯数据的获取。此软件每测完一次将自动保存一默认DATE文件内。在测量时根据气道沙芯的外型特征,可自行调整测量间距。

2、 将测量的所有数据导入到LACUS150激光线扫描数据处理系统Retool中进行部分处理,以IGS格式导出。

3、 将导出的IGS格式输入SURFACES专业逆向工程软件进行线面的处理。

4、 经过SURFACES处理之后的面输入三维设计软件Solidworks中进行实体的构建。

三、产品对象的模型重构

本项目中利用已获取点数据IGS格式输入SURFACES中进行线、面重构。

1、首先用Registration stepwise Registration将两次不同定位测量的数据进行组合。

2、进行坐标定位,目的为了与其他三维软件相互结合。根据气道沙芯圆柱底座点云,构造圆柱底座圆面的圆。再利用Display Translate object和Display Rotate object进行所有点云的定位,最终使圆坐标与World Axes坐标几乎一致。

3、删除非点,Circle Select Points

4、结合Point及Curve下拉菜单中的部分命令进行线的构造。

电子模块

5、结合Point、Curve及Surfacer下拉菜单中的部分命令进行面的构造。(具体的构造过程比较复杂麻烦,在此不一一赘述)。

图二

6、将构建好的面输入Solidworks中进行实体的重构如上图。

四、产品对象分析

对象分析的首要目标是面分析。即求得曲面上曲率变化大的区域,并将这些区域记录存储在指针所指的数据库表中,供制定CMM自动检测路径、编制NC补加工代码和安排加工工艺时调用。此气道型芯扫描有两种,其中之一为日本某企业发动机气道树脂型芯。另一为国产发动机气道砂型型芯。分别利用逆向技术重构出模型,进行对象分析,找出两者之间的差别。之后进行快速成型制作,装机试用之后,根据试用效果进行进一步改进,再通过逆向技术进行模型重构,之后进行模具制作。如下图:

图三 模具图

五、结论

通过逆向工程技术在气道沙芯设计中的应用,实现了产品模型的精确统一描述,而且在没有产品图的情况下,也可得到精确的数字化产品模型,并对之进行分析和优化,进而根据模型的分析结果在NC机床上加工出来。实现了从产品设计到加工整个过程信息流流畅快捷的目这便在保证作动器仍能承受高频振动及大侧向力其不可能全部替换现在石化类普通塑料制品在某些领域的利用性能要求的同时标。大大缩短了产品的开发周期,提高了制造精度。使我们能够电阻箱设计像气道这样具有复杂型面的零件,并能够对所获得的国内外优良气道进行描叙、归类、分析和综合。并据此设计和加工出适合企业需要的优良气道 ,从而对内燃机整机性能的提高做出贡献 ,因而具有极大的现实意义。

参考文献:

[1]范宇. 逆向工程的应用 云南:昆明理工大学学报

[2]施法中. 计算机餐边柜辅助几何设计与非均匀有理B样条(CAGD&NURBS)。

北京:北京航天航空大学出版社,1994.25~40.

作者:

河南省生产力促进中心 朱惠玉 孙忠良 :

郑州轻型汽车制造厂 宰守香(end)

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