汽车轮毂盘的反求造型与数控加工编程[毕业论文+CNC程序+CAD图纸]

数控毕业论文：汽车轮毂盘的反求造型与数控加工编程含论文，开题报告，翻译

汽车轮毂盘的反求造型与数控加工编程[毕业论文+CNC程序+CAD图纸]

摘要：

汽车轮毂盘的反求工程技术在汽车的设计生产中应用相当广泛，它是国内汽车制造业学习国外的先进设计思想、设计理念，大大降低了产品的开发成本、缩短了研发周期、增强了企业的竞争力，为企业提供了产品的快速开发能力，是提高设计水平不可缺少的重要手段。

文章首先阐述了反求工程的基本概念、反求工程的国内外研究概况及发展趋势，反求造型的过程，通过对零件表面信息的获取、测量数据预处理、零件三维模型的重建和加工来完成反求工程的实现。重点研究了汽车轮毂盘的反求造型及通过UG进行数控加工编程。其次，在反求造型过程中，利用点云模型，运用反求造型的基本方法，开拓了创建思路，掌握了投影曲线、桥接曲线、截面曲线、扩大曲面、偏置曲面、扫掠曲面、直纹曲面、通过曲线网格曲面、修剪和延伸特征、变半径面倒圆特征等创建的基本技巧。再次，通过对轮毂盘上下表面进行创建程序、创建加工刀具、创建几何体、工件创建、创建方法、创建操作、型腔铣切削参数的设置、加工刀具路径生成及刀具路径的模拟，完成数控加工编程。最后，通过后置处理，得到数控加工代码。

关键字: 反求工程；点云模型；数控加工编程；数控加工代码。

Abstract

Wheel drive vehicle in reverse engineering technology in the car design and production of a wide range of applications, it is the domestic auto industry to learn from the advanced design ideas, design concepts, greatly reducing product development costs, shorten the development cycle, enhance the enterprise competitiveness, and provide rapid product development capability, it is designed to improve the level of an important and indispensable tool.
Firstly，This paper described the basic concept of reverse engineering, reverse engineering of domestic and international situation and development trend of the reverse modeling process, through access to information on the parts surface, measurement data preprocessing, reconstruction of three-dimensional model parts and processing to complete the implementation of reverse engineering. Basic steps and key technology of the automobile wheel drive anti-seeking by UG for modeling and NC programming. Secondly, modeling the process in reverse, using the point cloud model, using the basic method of reverse modeling, to create ideas to develop and master the projection curve, bridge curve, cross-section curve, the expansion surfaces, offset surfaces, swept surfaces, ruled surface, through curve mesh surfaces, trim and extended features, variable radius circular surface characteristics down to create the basic skills. Thirdly, through the wheel drive up and down the surface to create programs to create cutting tools, create geometry, the work piece to create, create method, create operation, cavity milling machining parameter settings, machining tool path generation and tool path simulation, the completion of NC Programming . Finally, it obtained the NC code by post-processing.

Keyword: Reverse Engineering; Point Cloud Models; NC Programming; NC code.
Signature of Supervisor：

目 录

1 引言
1.1 课题的背景及意义••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（ 1）
1.2 国内外研究概况及发展趋势••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（ 3）
1.3 反求工程主要步骤及关键技术••••••••••••••••••••••••••••••••••••（ 6）
1.4 本文研究的主要内容••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（ 8）
2 反求轮毂盘造型
2.1 绘制轮毂盘外形••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（ 9）
2.2 创建轮毂盘上的半月孔••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（11）
2.3 创建轮毂盘中间小孔••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（18）
2.4 创建轮毂盘上的标志••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（24）
2.5 创建轮毂盘实体••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（26）
3 基于UG的轮毂盘数控加工编程
3.1 创建轮毂盘上表面加工程序••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（28）
3.2 创建轮毂盘下表面的加工程序••••••••••••••••••••••••••••••••••••（34）
3.3 生成的部分数控加工代码••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（35）
4 总结
4.1 总结••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（39）
参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（40）
致 谢••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••（41）
轮毂盘的反求造型与数控加工编程

1 引言

为缩短新产品开发周期、提高产品的设计和制造质量、增强企业对市场的快速响应能力，一系列新的产品快速开发技术应运而生，如CAD/CAM/CAE技术、反求工程技术、快速成型技术、快速模具技术、虚拟设计技术以及并行工程等。其中，反求工程(Reverse Engineering，简称RE)已经成为新产品快速开发过程中的核心技术，它与计算机辅助设计、优化设计、有限元分析、设计方法学等有机组合构成了现代设计理论和方法的整体，已经成为先进制造技术的研究热点【1】。

1.1课题的背景及意义

反求工程包含有实物反求、软件反求和影像反求三个方面【2】。反求工程也称为反求工程、反向工程，是对已有的零件或实物原型，利用3D数字化设备准确、快速的测量出实物表面的三维坐标点，并根据这些坐标点通过三维几何建模方法重建实物的CAD模型的过程。

实物原型经反求工程技术建立CAD模型之后，可进一步利用CAD／CAE，CAM以及CIMS等先进技术进行处理，复制出实物的样品模型。图l—l所示为反求工程技术与快速成型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing)相结合的工作流程图。

图1—1反求工程流程图

反求工程是当前用于产品开发和仿真加工制造的一种理想的并行设计、开发的最先进的手段，是制造业中消化吸收先进技术、缩短产品再设计与制造周期的重要支撑技术，是集三维内外轮廓测量、激光技术、粉末冶金及快速模具制造等技术为一体的高新技术，是快速原型、快速模具制造的核心技术之一。

随着新的反求工程原理和技术的不断引入，反求工程已经成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，在新产品开发中居于核心地位，被广泛地应用于摩托车、飞机、汽车、家用电器、模具等产品的改型与创新设计，成为消化、吸收先进技术，实现新产品开发的重要技术手段。具体来说，反求工程技术的应用主要集中在以下几个方面：①在诸如飞机、汽车、摩托车、家用电器等产品开发中，产品的空气动力学性能和美学设计显得特别重要。新产品的设计可以应用反求工程对现存产品进行CAD建模、CAE分析，进而对CAD模型修改，在电脑中进行全方位的动态观察，三维有限元分析，三维动态仿真，基本合格后，在进行三维立体打印、树脂快速激光成型或CAM技术进行实物的数控加工，再得到远程真实的三维立体打印模型、快速激光模型或数控加工的真实产品后，再进行美学及力学的最后评审及实验试证,完全能达到对同类产品的引进、消化、吸收与创新。②由于工艺、美观、使用效果等方面的原因，人们经常要对已有的构件做局部修改。在原始设计没有三维CAD模型的情况下，若能将实物零件通过数据测量与处理产生与实际相符的CAD模型，对CAD模型进行修改以后在进行加工，将显著提高生产效率。因此，反求工程在改型设计方面可以发挥正向设计不可替代的作用。③在缺乏二维设计图纸或原始设计参数情况下，需要将实物零件转化计算机表达的CAD模型，以便于充分利用现有的计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）等先进技术，并进行产品创新设计。④某些大型设备，如航空发动机、汽轮机组等，经常因为某一零件的损坏而导致整机停止运行，通过反求工程技术，可以快速生产这些零部件的替代零件，从而提高设备的利用率并延长使用寿命。⑤一些特殊领域，如艺术品、考古文物的复制，医学领域中人体骨骼、关节等的复制、假肢制造，特种服装、头盔的制造时需要首先简历人体的几何模型出发得到CAD模型。⑥借助于工业CT技术，反求工程不仅可以产生物体的外形而且可以快速发现、定位物体的内部缺陷，从而成为工业产品无损探伤的重要手段。

反求造型的过程包括以下几部分：

① 产品定位设计规划：

开发新产品，必须要首先进行产品的定位。产品定位是基于充分、彻底的市场调研以得到的设计要求和其他方面比如厂方的一些要求，基于对已有产品、设计方案和同类产品的评价分析，从而得到产品的设计定位。因此在这一阶段要进行大量的调研工作和资料收集，进行设计评价，进行设计目标的确定和设计规划的制定。

② 概念设计阶段：

在明确了设计要求、设计目标之后，就可以进行初步的设计，可利用诸如头脑风暴法、反求发明法、缺点列举法进行方案的创新设计。

③ 数据采样：

数据采样是反求工程的最基本的、必不可少的步骤，它从已有的实物获取产品数据。若已有产品设计的三维数据，可直接采集。但通常是只有前代产品，这时可采用三维激光扫描仪，三维数字化仪，物体多角度照片等数字化方法来快速、准确地获取数据。

④ 数据分析及CAD建模的构建：

在数据采集阶段得到的数据如果是较完整的三