论文部分内容阅读
随着我国科学技术以及生活水平的不断提高，人们在要求产品质量的同时，更加追求产品的多样性以及更新换代的速度，这就要求厂商必须加快产品研发的速度以及产品的外观创新性。20世纪中期，为了能够进一步缩短与国外先进技术之间的差距，我国制定了引进、消化、吸收、再创新的策略方针，同时为了实现这一要求，推出了“实物逆向反求”的方法，即就是逆向工程。
凸轮是机械领域应用非常广泛的一种机构，按照其轮廓面曲线形状，将其分为平面凸轮和空间凸轮。本文所涉及到的弧面凸轮便是空间凸轮的一种。弧面凸轮机构不仅结构简单，定位可靠，而且能够平稳的传动，但是由于弧面凸轮工作廓面为空间不可展曲面，如果使用传统的正向方法进行设计，不仅费时费力，加大了凸轮的设计周期，而且其设计公式繁杂，计算结果数据量大，对后续加工造成一定的难度，因此采用逆向工程对弧面凸轮等具有复杂曲面轮廓的零件进行设计，越来越得到广泛的应用。
文章介绍了几种当前国内外比较先进的数据采集系统，并阐述了逆向工程技术理论，概括了本文所用到的三维扫描仪扫描原理，分析了常用的点云数据采集方法（接触式测量和非接触式测量），并通过非接触式的三维激光扫描仪对弧面凸轮的整体轮廓进行测量，得到其完整的点云数据;研究了几种常用的曲线曲面构建方法:传统曲面重构方法（曲线拟合造型和曲面片直接拟合造型）以及快速曲面重构方法，概括了曲线曲面光顺原理及其方法，并分别使用曲线拟合造型和快速曲面拟合造型方法对弧面凸轮进行模型重构，同时通过三维检测软件GeomagicQualify对两种重构方法所得到的三维模型进行误差分析对比，总结这两种方法各自的特点，同时对不合理的地方进行实时检测，实时修改，以免在加工后出现返工现象。
文章的具体内容如下:
(1)对弧面凸轮进行三维数据点云的采集，并利用反求软件surfacer和GeomagicStudio对数据点云进行点云除噪、数据精简、数据拼合等处理;
(2)利用基于曲线拟合造型方法（点云→曲线→曲面拟合）和快速曲面重构法（点云→多边形转化→NUBUS曲面拟合）对弧面凸轮进行模型重构，并将完成后的初始实体模型导入三维建模软件Pro/E，结合Pro/E各建模功能对凸轮进行进一步处理，得到完整的实体零件;
(3)对两种模型进行曲面光顺性分析对比，并利用检测软件进行进一步形状误差分析对比，总结出两种建模方法的优缺点;
(4)使用UG仿真功能对弧面凸轮曲面轮廓进行仿真加工;
(5)进行弧面凸轮机构的设计装配，对其进行运动仿真分析等，通过模型的实践应用说明了建模的合理性和后续应用的可行性。