汽艇发动机壳体的反求与模具设计

论文摘要

逆向工程是数字化产品开发方法之一,它极大地缩短了产品的开发周期,提高了产品精度,是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。目前逆向工程的重要研究领域主要集中在两大方面,一是逆向工程集成系统的研究,主要内容集中在逆向工程各个环节的集成,通用软件的开发;另外一方面是对逆向工程中的关键技术的研究,包括数据获取、数据处理以及三维模型重建。数据获取是逆向工程的前提和基础,数据处理是逆向工程中的关键环节,它的结果将直接影响后期模型重构的质量,实体模型重建是逆向工程的最终环节。本文的研究范畴集中于数据处理与模型重建。本文主要是将逆向工程技术应用于形状复杂汽艇发动机部件,通过对外形复杂的汽艇发动机部件进行三维数据测量,数据处理得出产品CAD模型。首先阐述了逆向工程中数据获取的规划和方法,对不同的点云形式作了分析和比较,阐明了本文的研究对象是散乱数据点云;其次对数据处理中的几大关键技术作了分析和研究,包括散乱点云的拓扑关系建立,多视点云的对齐,散乱点云数据的噪声点去除,扫描线点云的精简等等。接着,详细介绍了运用反求软件Imageware完成汽艇发动机部件的曲面重构,并分析了操作中解决的问题。最后,通过对浇注系统,成型零件,抽芯机构以及推出机构的设计完成壳体零件的模具设计。在总结前人的研究经验基础上,本文提出了自己的创新点,包括:采用八叉树作为数据分割的方法,建立散乱点云的拓扑结构,加速邻域搜索,通过邻域搜索来去除噪声点;提出扫描线点云数据精简方法;通过编制程序,完成了读入点云数据,平移,旋转和放大缩小数据点云。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 逆向工程的概念
• 1.3 逆向工程的应用
• 1.4 逆向工程的研究现状
• 1.5 逆向工程关键技术
• 1.6 课题来源及任务分析
• 1.6.1 课题来源及意义
• 1.6.2 主要研究工作
• 1.7 本章小结
• 第二章 数据采集技术
• 2.1 引言
• 2.2 数据测量方法
• 2.3 测量方法分析比较
• 2.4 数据测量规划
• 2.5 测量数据分析
• 2.6 本文的数据点获取
• 2.7 本章小结
• 第三章 数据处理关键技术
• 3.1 引言
• 3.2 数据处理中的关键技术简介
• 3.2.1 数据点的拓扑关系重建
• 3.2.2 多视点云的对齐
• 3.2.3 误差点的识别和去除
• 3.2.4 数据精简
• 3.3 点云的误差点的识别与去除
• 3.3.1 扫描线点云的误差点的识别与去除
• 3.3.2 散乱点云的误差点的识别与去除
• 3.4 散乱数据处理模块的设计与实现
• 3.4.1 引言
• 3.4.2 OpenGL 图形库
• 3.4.3 主要模块的设计与实现
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于IMAGEWARE 的汽艇发动机壳体部件反求造型
• 4.1 IMAGEWARE
• 4.1.1 Imageware 简介
• 4.1.2 Imageware 的优点
• 4.1.3 使用Imageware 的一般流程
• 4.2 点云处理过程
• 4.3 数据分块与曲面重构
• 4.3.1 点云数据的分块
• 4.3.2 曲面重构
• 4.4 硅胶在逆向工程中的应用
• 4.5 IMAGEWARE 使用中的一些问题
• 4.5.1 光滑拼接曲面
• 4.5.2 缺损点云的曲面重构
• 4.5.3 Imageware 软件使用的关键点
• 4.6 本章小结
• 第五章 汽艇发动机壳体的模具设计
• 5.1 零件分析
• 5.2 压铸模具总体设计
• 5.3 分型面的选择
• 5.4 浇注系统设计
• 5.5 压铸模具成型零件设计
• 5.6 压铸模具结构零件设计
• 5.7 抽芯机构设计
• 5.8 推出机构设计
• 5.9 模具装配图
• 5.10 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文的主要工作和贡献
• 6.2 论文存在不足以及后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文