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1、副仪表的逆向设计及分析报告目录一、 副仪表的设计过程1. 基本面的设计及步骤2. 副仪表两侧面的设计3. 副仪表上表面的设计 4. 副仪表内侧面的设计及步骤5. 裁减和修剪、倒角、结合、圆角等基本操作 二、 封闭几何体和点云的误差分析三、副仪表的后期成形过程及生成的实体一、设计过程打开catia软件，点击开始菜单下面的形状命令下的子菜单digitized shape editor，进入到工作界面，调出所需要的工具栏，点击如上图的第一个命令，软件会弹出一导入点云的对话框，点击右上角的那个命令，找到fuyibiao的点云，点击应用后确定，点云就被导入界面,如图1，2所示. 图（1） 图（2） 经过
2、分析，该零件是大件，且很复杂，在做的时候应该充分考虑清楚各个部分的结构，并且结合实体，才能完成该件的逆向设计。具体设计过程如下：1、 基本面的设计该部分操作应在#basic surface 里面进行操作。首先点击activate areas 弹出一对话框图3，该对话框中有许多命令，在做该设计时最常用的是brush 命令，选择该命令，然后点击点云，点云变色，如图5所示，点击确定命令，点击图4最上面的图标（点云成面图标）入到另一界面quick surface reconstruction ，选中刚刚截取下来的点云，然后点击busic surface recongnition 命令，该选中的点云将自
3、动生成一平面，然后把该部分平面进行适当调整其大小，如图6所示。 图（3） 图(4)图（5）图（6）然后选中点云再次点击activate areas 命令，整个点云将被激活，此时就可以继续做下一个平面重复以上操作，该面应该与点云很好的贴合或者至少应该保证误差在0.5mm的范围内，这样才能满足设计要求。 该件是高度对称件，有些曲面使用以自己的水平难以实现，所以有些高难度的曲面采取了提取命令。如上所述，按照以上操作方法，分别进行面贴点云操作，首先画2个侧面所包含的所有平面，如图7和图8所示。图（7）图（8）后侧面是凸面，在草图中画一圆弧进行拉伸，如下图所示9 图9由于后侧面带有凹槽，所以对后侧面进行
4、简单的修剪和圆角以后可得到如下图所示的效果 值得注意的是外插和拉伸两个基本命令有着本质的区别，外插是根据已选定曲线和曲线所在的面，所形成的面是带着原来曲面的特征进行延伸和缩小的；但是拉伸时所形成的面只于曲线及曲线拉伸的方向有关。同理对其内部类似形状进行此步操作.然后多周围三侧面进行圆角修剪操作，由于是对称件，所以只要完成一侧的图形即可。因而周围图形大致形成。具体做法步骤及结果如图10和图11所示. 图10 图11 其中分割2是由草图拉伸体和侧面的分割，草图拉伸体如下图所示修剪和分割的区别，两个相交面进行分割和修剪时，分割只能剪掉某一个面的某一侧，并且分割以后原来的两个面不是一个整体，而修剪所不
5、同的是在两相交面进行修剪时，两相交面都要相应的剪掉其中的某一侧，而且修剪以后修剪剩余部分是一个整体。然后做两侧耳，成形情况如下图所示下一步开始做上表面,首先做好几个特殊凹槽,结构较为简单,进行相应的面贴合和简单的圆角操作即可达到效果，其中箭头所指方向为草图拉伸的效果，如图12所示图12 表面的非平面的突起部分（装档位的地方） 接着根据点云画上表面的各个面,部分步骤和所成面如图13和图14图13 图14经过部分圆角，修剪和倒角，得到如图15所示，部分步骤如图16所示 图15 图16要想得到所设计的理想面，在多圆角是首先要考虑的是圆角圆角的先后次序，次序不同，所形成的效果也会有可能不同，例如要形成
6、图15所形成的上表面，具体次序可按如图16的圆角编号顺序来圆角。然后做前槽，前槽为曲面，完成结果如图17所示 图17 倒圆角和圆角的区别：圆角是建立于两选择相交面之上的，并且圆角是要注意量相交面所指的箭头方向，确定要保留的一部分，但是倒圆角是建于锐边之上的，倒圆角是只靠考虑选择锐边而已。然后进行简单的圆角和修剪及结合，得到上表面，再和周围面各结合面进行圆角，得到外表面如图18所示 图18在对内表面进行设计建模或者直接进行外表面的偏移，若是在偏移操作时不能进行，就要检查圆角部分是否符合要求，该程序就会自动弹出具体什么地方出现错误，一般而言，这类问题一般都是因为圆角太小的原因，把圆角进行适当的修改
7、，但最好要在误差允许范围内进行编辑。然后把外表面进行向内偏移，直到所偏移所形成的内表面的部分和点云贴合度较为理想为止，由于外表面的部分小圆角和较小面难以偏移，所以偏移以后再对内表面进行修补、缝合和结合等操作，从而使得表面的平滑度很好，过渡平缓自然。同时内表面有许多的突起部分，多而杂乱，通过草图拉伸和面贴合、裁剪等操作即可成形，突起部件部分还要和内表面进行修剪，使得各个修剪部分达到如图19的效果，由于该有时候塑料件不是处处壁厚是相等的，所以不是所有的面都采取偏移的方式，内表面除了有外表面的所有特征之外，还附有复杂的突起几何图形，所以内表面的成形较外表面较难成形，图19为图20椭圆中放大部分，进行
8、复杂的如上操作以后，得到内表面的正反面如图20和图21所示 图19 图20 图21填充是要在封闭曲线内形成平面，如果选择面边线以及其所在的面，该面和其它的面结合边线消失，否则相反。桥接则是对于平行的两边线内填充曲面或平面，其后操作规程和填充相似。然后把内外表面进行简单的桥接和填充和切割，即可得到一个完整的封闭几何体，如图22为所完整封闭几何体的截图 图22二、误差分析 在生成实体以后，对该封闭集合体（实体）进行误差分析，在误差分析中可以看出点云和封闭体的贴合程度，即在误差分析命令在基本面的界面当中，首先点击误差分析命令，后弹出一对话框，在该对话框中先选择封闭集合体（实体），然后选择点云，单击确
9、定后就可以明显看见最大误差和最小误差所指的地方，可以找到偏差正的最大处和负的最大处，在此处进行适当的修改，依次类推，直到正负偏差符合要求为止，然后针对性的进行修改，直到该误差符合要求为止。调整后的几何体和点云的贴合度如图23所示 图23三生成实体的处理操作由于通过偏差的分析及针对最大和最小误差处的修改和完善，得到完整的集合体以后，生成实体较为容易。建立新的几何体作为工作对象，要对该封闭集合图形集进行实体操作，即选择机械设计界面 零部件设计 封闭曲面的命令，选择完成的封闭几何体作为要关闭的对象，点击应用确定后就会生成实体，生成的实体如图24所示 图24进入工程制图界面，自动生成它的轴测图，如下图25所示 图25 第 13 页
