1、科学生毕业设计论文摘要 摘要 随着工业技术的进步和经济的发展，产品的功能已不再是赢得市场的唯条 件。要吸引消费者，产品不仅要具有强大的功能，还要有流畅，造型丰富和个性 的外观。高品质的产品外观必然要由复杂的曲面组成。但是，传统的设计开发模 式中，设计师在系统设计中很难用严密统的数学语言来描述这些自 由曲面。从而使得逆向设计和快速成型方法在产品设计中的地位凸现出来。逆向 工程在系统中的使用大大降低了产品设计速度，缩短了设计周期，使 得从已有产品到新产品的改型变得容易操作。逆向工程的方法必将成为现代工业 造型设计的首选。 本文在对逆向工程和数控加工技术研究的基础上，完成了汽车方向盘的逆向 设计及数控加工。首先使用扫描系统对实物模型方向盘进行扫描，生成数 据点云，通过我们对点云的降噪去杂点光顺等预处理，得到我们所需要的准 确的数据点云。然后再使用点云处理软件在点云的基础上重新建模，在对模型分 析评价的基础上进行模具设计，针对模具的生产进行了数控加工编程，使用数控 加工中心加工模具，最后对前期建立的模型进行数控加工。 文中内容围绕着产品快速成型技术的几个环节三维数据采集，点云预处理， 模型重构，模具设计及数控加工，通过汽车方向盘的逆向设计加工具体介绍 了应用逆向工程的数字化设计方法，总结了基于逆向工程的产品造型设计基本过 程，提出了改善了产品设计环节的新思路。 关键词逆向设计模具设计，数控加工点云处理扫描系统，模型 重构 大学本科学生毕业设计论文 , , , , , , , , , ,大学本科学生毕业设计论文目录 目录 摘要。
2、模具是工业生产的基础工艺装备。目 前，世界各国都相当重视模具工业，它发展的速度制约或推进着工业。模具工业 是国民经济发展的重要基础之。因为利用模具来生产产品具有很多先天优势， 所以它被广泛应用于家电电子电器汽车仪表航空航天电子等工业产 品的生产之中。利用模具来生产产品的优点主要有以下几点首先，它可以有效 提高生产效率，能够节约大量的原材料其次，模具的使用能够有效地改善材料 内部的结构和缺陷，提高制件各个方面的性能再次，经过模具生产出来的产品， 后续加工工序少，提高材料利用率，缩短了生产周期最后，使用模具，特别适 合大批大量生产。使用模具生产的制件所达到的高精度高复杂程度高致性 高生产率和低耗能低耗材是其他加工方法所无法比拟的。其产品价值往往是模 具本身价值的几十倍乃至上百倍。从而使得模具工业在制造业中的地位越来越重 要。 作为产品从设计到实物的最后个环节，数控加工技术是将设计模型转化成 产品的最终方案。大学本科学生毕业设计论文绪论 数控机床的发展是衡量个国家制造业水平的标杆。而高速精密和多轴联 动数控机床的控制系统则代表制造业的最高水平，从种意义上说它反映了个 国家的工业水平的整体状况。目前中国的高档数控机床大多是采用德国西门子 型数控系统，而且其中很多重要功能被有意的关闭和限制，如果想要打开则 需要另外进行逐项谈判，以高的代价来购买。高档数控系统的高度依赖国外的现 状已经严重制约我国高档数控机床的发展。国内的数控系统产量很大，但大多属 于经济型数控机床。经济型数控机床的个特征是价格便宜另个特征是开环 控制，即仅仅通过脉冲方式与电动机的驱动器进行通讯，电动机编码器的反馈信 号没有参与运动控制的运算。这样的控制系统在控制规格小精密度低或轴数少 的机床是可以的，但对于大型。
3、 参考文献 致谢 大学本科学生毕业设计论文绪论 第章绪论 逆向工程简介 逆向设计是种相对于正向设计的产品设计方法。在传统的设计过程中，产 品设计是个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形性能 和大致的技术参数等，然后通过设 计计算与绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终使用这个模型进行制作 加工，完成产品的整个设计制造过程。这样的产品设计过程我们称为正向设计 的过程。产品造型设计的正向设计流程如图所示。 图正向设计流程图 如前所述，在现代工业中，由于很多零部件在外观设计上要求的提高，使得 通过正向设计过程获得理想曲面难度较大。 而逆向工程的产品设计可以认为是个从有到无的过程。简单地说，逆 向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据包括设计 图纸或数字模型的过程，它起源于精密测量和质量检验，是设计下游向设计上游 反馈信息的回路。具体而言就是针对已有的产品或零件原型，通过数字化测量 仪准确快速地测量出工件轮廓的三维坐标，把获取的工件坐标数据点存入计算 机形成点云文件，再利用逆向设计软件通过对点云的处理构造产品或零件的 工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析理解和改进。 逆向设计的过程是对已有设计的再设计， 和曲面模型，并通过在系统中使用的标准数据格式将这些曲线曲面数 据输送到现有的系统中，在这些软件中最终完成的产品造型。由于无 法完全实现产品造型，因此逆向工程的软件很难与现有的主流软 件系统，如等相抗衡。很多逆向工程软件被收购而 成为这些系统的第三方软件。如软件使用作为系 列产品中完成逆向工程造型的软件。此外还有些的逆向工程软件，如 等，这些软件般具有多元化的功能和更专业层面的应用。例如， 。
4、精密多轴的复合式数控机床是远远不能够满足 的。 虽然我国数控机床方面的发展还与发达国家存在着定的差距，但是我们相 信，随着社会的发展，中国的数控加工技术必将取得长足的进步。 在本设计中我们使用软件系统中的软件模块对汽车方向盘模 具进行设计。通过实例展示了注塑模设计的全过程。我们使用美国哈斯公司生产 的数控加工中心对汽车方向盘模具中的个别零件进行了数控加工。这部分内容， 我们将在第四章和第五章进行重点介绍。 本文研究的内容。 文中在对产品的逆向工程技术进行系统研究的基础上，以汽车方向盘的逆向 设计和加工为例总结出了产品逆向设计的具体过程和方法。主要包括以下方面研 究内容 逆向工程方法的研究。逆向工程具体概念以及实施过程分析。 三维扫面技术研究，采集物理模型三维点云数据，总结物理模型到模 型数据的传递方法。 使用三维设计软件完成产品的逆向建模，探讨使用空间点云数据快速重建 模型的方法。 使用完成产品模具设计和数控编程，总结系统数控模具设计 和数控编程方法。 使用数控加工设备加工产品模型，总结数控机床使用方法。 随着我国汽车工业的飞速发展，创新高品质的车型不断推出，促进汽车研发 周期不断缩短。传统的设计方法已经很难跟上步伐。如何提高新产品的开发水平 和缩短产品开发周期，已成为我国汽车行业亟待解决的问题。本文以汽车方向盘 作为研究对象，通过对其逆向设计和后期加工制造的过程，总结了逆向工程的大学本科学生毕业设计 汽车方向盘逆向工程的数字化设计 学生 学号 指导教师 助理指导教师 专业机械设计制造及其自动化 大学机械工程学院 二年六月 ，大学本。
5、业软件和三维扫 描仪的开发等方面已取得非常显著的进步，但在实际应用中，整个过程仍需大量 的人工交互，产品的质量很大程度上取决于操作者的经验和素质，自动重建曲面 的光顺性难以得到保证，因此逆向工程技术依然是目前领域中个十 分活跃的研究方向。以下方面技术的发展值得期待 发展面向逆向工程的专用测量系统，使之能高速高精度地实现实物数 字化，并能根据样件几何形状和后续应用选择测量方式及路径，能进行路径规划 和自动测量。 研究适应不同的测量方法和后续用途的离散数据预处理技术。大学本科学生毕业设计论文绪论 拟合曲面应能控制曲面的光顺性和进行光滑拼接。 有效的特征识别和考虑约束的模型重建以及复杂组合曲面的识别和重建 方法。 发展集成的逆向工程技术，包括测量技术基于特征和集成的模型重建 技术，基于网络的协同设计和数字化制造技术等。 在逆向工程中使用到的技术主要有逆向工程数据测量技术逆向工程数据 处理技术和逆向模型重建技术等几个方面。关于逆向工程方面的内容本文将在第 二至四章进行重点介绍。计算机辅助制造的主要技术有模具设计和产品数控加工。 将在本节中对各项技术现状和发展做简单的分析，并简单介绍在本次研究中所使 用的具体方法和工具。 逆向工程制造过程简介 在逆向设计生成的模型，可以在计算机辅助设计制造系统中使用以支持其模 具设计数控编程计算机仿真等后续操作。 通过计算机辅助制造系统可以快速的生成产品制造生产过程中所需要的模 具。模具设计和数控加工是产品由三维数字模型到具体产品的过程。使用计算机 辅助制造系统能够显著提高模具设计和数控编程的速度。 模具工业在国际上被称为工业之母，是衡量个国家工业化水平的重要 标志。对国民经济发展起着非常重要的作用。 模具工业是机械工业的重要组成部分，。
6、 , , , , , ,大学本科学生毕业设计论文目录 目录 摘要 第章绪论 逆向工程简介 逆向工程研究背景 逆向工程制造过程简介 本文研究的内容 本章小结 第二章逆向工程测量系统 扫描系统简介 三维扫描方法分类 接触式数据采集方法 非接触式数据采集方法 三维扫描仪简介 系统组成 系统工作原理 汽车方向盘实例扫描过程 本章小结 第三章数据预处理 点云数据的平滑处理大学本科学生毕业设计论文目录 点云的数据精简 误差点的处理 点云的对齐 本章小结 第四章三维模型重构 模型重构技术简述 汽车方向盘逆向造型实例 本章小结 第五章模具设计及数控加工过程 汽车方向盘模具设计过程 数控编程及机床使用方法 本章小结 第六章结论与展望 总结 展望 参考文献 致谢 大学本科学生毕业设计论文绪论 第章绪论 逆向工程简介 逆向设计是种相对于正向设计的产品设计方法。在传统的设计过程中，产 品设计是个从无到有的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形性能 和大致的技术参数等，然后通过设 计计算与绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终使用这个模型进行制作 加工，完成产品的整个设计制造过程。这样的产品设计过程我们称为正向设计 的过程。产品造型设计的正向设计流程如图所示。 图正向设计流程图 如前所述，在现代工业中，由于很多零部件在外观设计上要求的提高，使得 通过正向设计过程获得理想曲面难度较大。 而逆向工程的产品设计可以认为是个从有到无的过程。简单地说，逆 向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据包括设计 图纸或数字模型的过程，。
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