塑料小汽車模型的三維逆向設(shè)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(chǎn)品是關(guān)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(shù)據(jù)

    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(zhuǎn)盤上；

    ②把天元掃描儀放置在合適的位置并調(diào)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(zhuǎn)動轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)模型修補

    Geomagic Studio是將三維掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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．a(chǎn)sc修補完的汽車模型掃描數(shù)據(jù)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(nèi)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(jīng)討(Geomagic Studio軟件修復(fù)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(shù)據(jù)到Geomagic Dcsign X軟件。

    ①對齊導人的汽車模型掃描數(shù)據(jù)模型；

    ②分析數(shù)據(jù)，得到該數(shù)據(jù)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(cè)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(shù)據(jù)再進行下階段加工。

    汽車模型掃描數(shù)據(jù)模型對齊；對汽車模型底部拉伸；從正面進行拉伸；從側(cè)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(shè)計

    ①導人格式為.stp修補完的汽車模型掃描數(shù)據(jù)到NX8.0軟件；

    ②經(jīng)過分析汽車模型數(shù)據(jù)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(shè)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(shù)據(jù)卡中（導人前格式化數(shù)據(jù)卡）。

6 將經(jīng)過仿真及后處理過的程序?qū)霗C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(shè)備

    FANUC Scries Oi Matc- MD三軸數(shù)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(jù)工件結(jié)構(gòu)進行中心對刀。

    ③粗加工：選用Φ10硬質(zhì)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(jù)現(xiàn)場加工情況調(diào)整）轉(zhuǎn)速為設(shè)為，4000轉(zhuǎn)／分。

    ④精加工：選用NX8硬質(zhì)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(zhuǎn)速為4 000轉(zhuǎn)／分從NX8.0軟件導出程序所需要的數(shù)據(jù)卡；將預(yù)先設(shè)定好的刀進行夾裝；粗加工所夾裝好的道具為；10硬質(zhì)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