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轮式拖拉机的外观造型,已越来越成为影响产品市场竞争力的关键。前机罩作为拖拉机覆盖件的主要组成部分,不仅要具有产品要求的功能,更要拥有流畅、光顺的外观,是拖拉机产品外观造型的主要内容之一。传统的设计方法由于开发周期长、市场响应速度慢等原因不再适用于覆盖件的开发。逆向工程技术作为一种新的产品开发形式,在缩短新产品开发周期、降低开发成本等方面具有十分显著的作用。
本文结合逆向工程关键技术在拖拉机前机罩开发中的应用,以重建支持产品创新的参数化特征模型为目标,主要工作内容如下:
(1)分析了目前逆向工程中主要数据采集方法,综合比较了各种采集方法的优缺点,重点研究了光学扫描仪Comet250的特点和测量原理。
(2)针对三角网格模型测量数据,研究了三角网格模型的法矢、曲率估计算法和光顺技术。在曲率估算的基础上,重点研究了一种主曲率均匀的三角网格模型光顺算法,该方法通过对主曲率和主方向的加权平均实现网格顶点的调整,达到光顺的目的;研究了逆向工程中难点之一的三角网格模型数据分块技术,运用基于边的方法,给出了一种三角网格模型上特征线的自动提取方法。最后,通过实例应用,比较了主曲率均匀法和曲率均匀法的光顺效果。
(3)针对自由曲面重建,研究了B样条曲线曲面的构建方法、基于截面曲线的蒙皮曲面重构和带有边界约束的双三次B样条曲面重构方法;应用实例分析了以上两种构建B样条曲面方法的优缺点;针对建立支持产品创新的参数化模型,提出了正向设计和逆向工程相结合的混合建模方法。
(4)通过对前机罩油泥模型的数据采集、数据处理(主要是三角网格模型光顺和特征线提取)和参数化曲面重建,快速完成了拖拉机前机罩产品的开发。该产品已投放市场,取得了较好的经济效益。