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由于公司新产品开发需要，笔者利用UG软件进行零件的反求在外形复杂的汽车冲压件的逆向造型设计中取得较好应用效果。我们选择的测量设备是英国LK公司的三坐标测量机，可以用来测量特征的空间坐标、扫描剖面、测量分型线以及轮廓线。此设备获得点的数据量不像激光扫描仪扫描的那么大，所以用一些非专业的逆向设计软件是很合适的。 UG的逆向造型遵循：点→线→面→体的一般原则。
一、测点
测点之前规划好该怎么打点。由设计 人员提出的要求。一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。由于一般的三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪，所以在零件测点时要做到有的放矢。值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外，测轮廓线等特征线也是必要的，它会在构面的时候带来方便。
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二、连线
■ (1)点整理连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点。同方向的剖面点放在同一层里，分型线点、孔位点单独放一层，轮廓线点也单独放一层，便于管理。通常这个工作在测点阶段完成，也可以在UG软件中完成。一般测量软件可以预先设定点的安放层，一边测点，一边整理。
■ (2)点连线连分型线点尽量做到误差最小并且光顺。因为在许多情况下分型线是产品的装配结合线。对汽车、摩托车中一般的零件来说，连线的误差一般控制在0.5mm以下。连线要做到有的放矢，根据样品的形状、特征大致确定构面方法，从而确定需要连哪些线条，不必连哪些线条。连线可用直线、圆弧、样条线。最常用的是样条线，选用“通过点”方式。选点间隔尽量均匀，有圆角的地方先忽略，做成尖角，做完曲面后再倒圆角。
■(3)曲线调整因测量有误差及样件表面不光滑等原因，连成spline的曲率半径变化往往存在突变，对以后的构面的光顺性有影响。因此曲线必须经过调整，使其光顺。调整中最常用的一种方法是编辑阳台曲线,选编辑极点选项，利用鼠标拖动控制点。这里有许多选项，如限制控制点在某个平面内移动、往某个方向移动、是粗调还是细调以及打开显示spline的“梳子”开关等。另外，调整spline经常还要用到移动样条曲线的一个端点到另一个点，使构建曲面的曲线有交点。但必须注意的是，无论用什么命令调整曲线都会产生偏差，调整次数越多，累积误差越大。误差允许值视样件的具体要求决定。
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三、构面
运用各种构面方法建立曲面，包括通过曲线网格（Though Curve Mesh）、通过曲线组（Though Curves）、规律曲面、艺术曲面，N边曲面，扫略（Swept）、从点云（From point cloud） 等。构面方法的选择要根据样件的具体特征情况而定。最常用的是T通过曲线网格，将调整好的曲线用此命令编织成曲面。Though curve mesh构面的优点是可以保证曲面边界曲率的连续性，因为Though curve mesh可以控制四周边界曲率（相切），因而构面的质量更高。（一定要记住相切）而Though curves 只能保证两边曲率，在构面时误差也大。假如两曲面交线要倒圆角，因通过曲线网格 的边界就是两曲面的交线，显然这条线要比两个通过曲线组s曲面的交线光顺，这样混合出来的圆角质量是不一样的。
初学UG逆向造型的时候，两个面之间往往有“折痕”等出现曲面不光滑等的缺陷，曲线的端点与另一个面中的对应曲线相切，再加上通过曲线网格边界相切选项即可解决。只有曲线相切才能保证曲面相切。另外，有时候做一个单张且比较平坦的曲面时，直接用点云构面更方便。但是对那些曲率半径变化大的曲面则不适用，构造面时误差较大。有时面与面之间的空隙要桥接，以保证曲面光滑过渡。
在构建曲面的过程中，有时还要再加连一些线条，用于构面。连线和构面经常要交替进行。曲面建成后，要检查曲面的误差，一般测量点到面的误差，对外观要求较高的曲面还要检查表面的光顺度。当一张曲面不光顺时，可求此曲面的一些截面，调整这些截面使其光顺，再利用这些截面重新构面，效果会好些，这是常用的一种方法。
构面还要注意简洁。面要尽量做得大，张数少，不要太碎，这样有利于后面增加一些圆角、斜度、增厚等特征，而且也有利于下一步编程加工，刀路的计算量会减少，NC文件也小。
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四、构体
当外表面完成后，下一步就要构建UG实体模型。当模型比较简单且所做的外表面质量比较好时，用缝合增厚指令就可建立实体。但刚开始的时候大多数情况却不能增厚，所以只能采用偏置外表面。用偏移指令可同时选多个面或用窗口全选，这样会提高效率。对于那些无法偏置的曲面，要学会分析原因。一种可能是由于曲面本身曲率太大，偏置后会自相交，导致偏移失败（有些软件的算法与此算法不同，如犀牛王就可偏移那些会产生自相交的曲面），如小圆角；另一种可能是被偏置曲面的品质不好，局部有波纹，这种情况只能修改好曲面后再偏移；还有一些曲面看起来光顺性很好，但就是不能偏移，遇到这种情况可用抽取几何体成B 曲面后，再偏移，基本会成功。偏置后的曲面有的需要裁剪，有的需要补面，用各种曲面编辑手段完成内表面的构建，然后缝合内外表面成一实体。最后再进行产品结构设计，如加强筋、安装孔等。
发表于 2019-4-1 08:00:56
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