塑料小汽車模型的三維逆向設計

1 運用三維掃描儀器掃描汽車模型

    1.1 汽車模型的整體樣貌

    該產品是關于汽車外殼塑件加工制造主要分為上下兩部分，見圖1。

圖1 汽車模型的整體樣貌

    1.2 對汽車模型噴粉和貼標志點

    注意事項：①噴粉時要均勻的噴在塑件表面（不反光材料可以省略）。②貼點時一個面不得少于4個標志點。

    1.3 掃描汽車模型數據

    1.3.1 掃描儀工作原理。

    主要是采用掃描的方式逐點測量出了距離，然后計算出各點的空間位置，將測量物的信息存儲到計算機當中。

    1.3.2 掃描過程：

    ①把貼好點的汽車模型放到用黑布遮蓋的轉盤上；

    ②把天元掃描儀放置在合適的位置并調制好合適的高度以及角度；

    ③打開電腦啟動天元掃描儀軟件；

    ④新建文件開始掃描汽車模型；

    ⑤對汽車模型掃描后進行拼接處理；

    ⑥得到效果圖后進行導出（格式為asc）進GeomagicStudio軟件進行修補。

圖2 掃描汽車模型時需要轉動轉盤從而全面掃描過程

圖3 汽車模型掃描拼接過程

圖4 汽車模型掃描效果

2 Geornagic Studio軟件進行汽車掃描數據模型修補

    Geomagic Studio是將三維掃描數據轉化為高精度曲面、多邊形和通用CAD模型的整套工具組提取未修剪曲面在這個流程中，用戶首先需要創(chuàng)建一組未裁減的主曲面。

    導人格式為．asc修補完的汽車模型掃描數據至U Gcomagic Studio軟件。

    處理流程為：點云處理——封裝為多邊形——造型——輸出模型

    填充孔方法。填充單個孔有3種方法分別是：①有基于曲率；②基于切線；③平面填充。

    三種方法可以填充包括內部孔、邊界孔，并可以以橋接的方式連接二個不相連的多邊形區(qū)域從而達到目標效果。

圖5 汽車模型掃描件封裝后圖形

圖6 汽車模型掃描件經討(Geomagic Studio軟件修復后效果

3 運用Gcomagic Dcsign X軟件進行逆向造型

    導人格式為.stl修補完的汽車模型掃描數據到Geomagic Dcsign X軟件。

    ①對齊導人的汽車模型掃描數據模型；

    ②分析數據，得到該數據為一個汽車模型表面覆蓋件；

    ③對汽車模型底部進行拉伸；

    ④從正面進行拉伸；

    ⑤從側面面進行再次拉伸；

    ⑥將兩個拉伸件進行求差；

    ⑦對汽車模型局部進行逆向完成整個逆向過程；

    ⑧導出格式為．stp的數據再進行下階段加工。

    汽車模型掃描數據模型對齊；對汽車模型底部拉伸；從正面進行拉伸；從側面進行拉伸；將兩個拉伸件進行求差；得到逆向最終效果圖。

圖7 逆向最終效果

4 運用NX8.0為逆向處理的汽車模型刀路設計

    ①導人格式為.stp修補完的汽車模型掃描數據到NX8.0軟件；

    ②經過分析汽車模型數據得到該工件用粗加工和精加工兩道工序便可以完成；

    ③運用型腔銑的方式進行粗加工；

    ④運用固定區(qū)域銑削的方式進行精加工；

    由逆向圖導人NX8.0軟件；運用NX8.0軟件處理生成加工程序。

5 將設計好的刀路程序進行加工仿真及其后置處理

    ①運用NX8.0軟件生成刀路后進行仿真，檢查刀路是否正常；

    ②導出正確刀路進行下階段實體加工；

    ③生成兩個刀路FANUC處理，保存格式為txt的文本導人數據卡中（導人前格式化數據卡）。

6 將經過仿真及后處理過的程序導入機床進行實體加工

    6.1 尺寸方面

    工件尺寸：80×76×30

    毛培尺寸：90×100×100

    6.2 加工設備

    FANUC Scries Oi Matc- MD三軸數控銑床。

    6.3 加工方面

    ①粗精加工進刀方式都是由外徑量力斜式進刀。

    ②對刀：根據工件結構進行中心對刀。

    ③粗加工：選用Φ10硬質合金三刃端銑刀，每次進給2mm，運用型腔銑來進行粗加工。進給：速度為500-600（根據現場加工情況調整）轉速為設為，4000轉／分。

    ④精加工：選用NX8硬質合金球頭銑刀，運用固定區(qū)域銑削進行精加工；加工余量為1mm，進給速度為800，轉速為4 000轉／分從NX8.0軟件導出程序所需要的數據卡；將預先設定好的刀進行夾裝；粗加工所夾裝好的道具為；10硬質合金端銑刀。

    ⑤最終工件效果圖展示。

圖8  最終工件效果展示