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逆向工程技术在气道设计中的应用
 
慧聪网   2006年3月10日11时3分   信息来源:佳工机电网    

  本文简述了摩托车发动机气道的特点和要求。讨论了引入逆向工程技术的实现过程,特别提出了在逆向工程专用软件SURFACES中进行气道沙芯复杂曲面重构的实现方法,及在三维软件中进行气道沙芯实体构建,及气道分析。

  一、前言

  近年来,我国摩托车制造工业迅速发展,设计技术不断提高,而结合逆向工程的设计技术也得到了广泛应用。摩托车发动机气道是形状复杂的自由曲面,其气道沙芯的外型。

  摩托车发动机气道所处的空间位置受缸盖上喷油器、固定螺栓和气门等的布置限制,而且也受进排气道三角区结构的制约,性能上则需保证高的充气系数和小的进排气阻力等要求,设计时所要考虑的制约因素很多,设计要求繁杂,然而,这却是发动机设计中不可避免的关键部分,对整机性能影响很大。为了得到优良的气道,以往通常是对初步设计的气道制成模型,在稳定试验台上反复试改。这个工作不仅耗时耗工,而且得到的结果也仅仅是满足设计要求的可行性方案,难以实现多气道形状方案的选择和气形优化。故其设计表征、结构分析、性能评价和制造加工一直是困扰设计人员的难点之一,但这却是气道新品开发必须面对而需解决的。为此,我们在摩托车发动机进排气道沙芯的设计中引入了逆向工程技术。

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  逆行工程技术在自由型曲面的设计和制造中有明显的实用价值。但在应用中有两个难点,即产品的对象数字化和曲面重构。

  二、产品对象的数字化

  针对摩托车发动机气道沙芯,在产品的对象数字化过程中,我们采用了深圳海信逆工程公司生产LACUS150B型激光扫描仪。LACUS系列激光线扫描测量仪采用三角测量法原理,通过激光光刀对物体表面进行扫描,然后利用CCD摄像机采集被测物体表面的光刀曲线,送入计算机对信号进行处理,最终得到物体表面准确的三维坐标数据,是一种非接触测量仪器。如图1所示,气道沙芯的曲面均为复杂不规则曲面,用一般的接触式测量仪可能造成部分死角无法获取数据,导致最终气道设计误差的增大。用激光测量仪可以降低误差,而且获取数据的时间比较短。此气道采用贴小球的方法测量两次,最后,用SURFACES专业逆向软件进行定位组合。

  获取数据的过程如下:

  1.利用LACUSE150B测量机的测量软件Hiscanner进行气道沙芯数据的获取。此软件每测完一次将自动保存一默认DATE文件内。在测量时根据气道沙芯的外型特征,可自行调整测量间距。

  2.将测量的所有数据导入到LACUS150激光线扫描数据处理系统Retool中进行部分处理,以IGS格式导出。

  3.将导出的IGS格式输入SURFACES专业逆向工程软件进行线面的处理。

  4.经过SURFACES处理之后的面输入三维设计软件Solidworks中进行实体的构建。

 
 
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