第２卷第６期
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阳理
工
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学报
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ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．２Ｎｏ．６Ｎｏｖ．
２０１０
０年ｌ１月
ＮＡＮＹＡＮＧＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
文章编号：１６７４—５１３２（２０１０）０６—００４９—０３
应用ＲＥ与ＲＰ技术进行汽车排气管
铸造模具快速制造
王志奎，赵玉军
（南阳理工学院河南南阳４７３００４）
摘耍：汽车排气管是汽车重要的零部件之一，其结构复杂。难以用传统的方法进行产品和模具的再设计及二次开发。本文论述应用反求工程（ＲＥ）及快速成形（１ｉＰ）技术对汽车排气管铸造模具进行快速制造的技术。通过三坐标测量机获取排气管表面的空间点数据，进一步获得产品的ＣＡＤ数字模型，通过ＣＡＤ分模功能获得排气管铸造模具模型；基于分层制造、逐层叠加成形的原理，采用快速成型技术直接、精确、快速地进行汽车排气管铸造模具的制造。从模具的概念设计到制造完毕仅为传统加工方法所需时间的１／３和成本的１／４左右，应用ＲＥ与ＲＰ技术进行
模具的快速制造方法已为业界高度重视。
关键词：反求工程和快速制造；汽车排气管；模具二次开发
中圈分类号：ＴＰ３９１．７２
文献标识码：Ｂ
０前言
反求工程是指应用三坐标测量机对产品原型进行测量，获取三维离散数据作为初始素材，借助专用曲面处理软件和ＣＡＤ系统，生成产品的ＣＡＤ模型，利用输出的ＮＣ加工指令或ＳＴＬ文件，驱动ＣＮＣ或使用快速成形机制造出产品或原型，实现再设计及二次开发的目的¨。。
快速模具制造技术是一种逐层制造技术，采用离散／堆积成型原理，将原来的三维模型变成二维平面信息（分层处理），在数控系统控制下，以平面加工方式有序地连续加工出每个薄层，并使它们自动粘接而成形，从而制造出产品的实物样件或成品。
应用ＲＥ及ｌｉＰ技术进行汽车排气管铸造模具快速制造的工艺流程如图１所示。
不满意
１汽车排气管的反求设计
１．１汽车排气管原型的装卡与测量
三坐标测量机是进行实物数字化测量的关键设备，由于测量是接触式测量，为了保证测量精度，夹具的设计与制造要求为：一是能保证工件在三坐标测量机工作台上完全固定；二是夹具在装夹时不能影响测量机测头的路径。因为排气管表面比较复杂，测头在某一特定状态不足以测完所有所需数据点，所以在整个测量过程中需不断变换测头位置，且测头所走的路径不能和夹具发生冲突口－。
排气管形状复杂，一次装卡采集所有数据点很困难，测量过程中需两次装卡。在两次测量中使工件坐标系统一，以保证在后续ＣＡＤ建模中使两次分别测量的数据点能够合并在一起。
排气管的几何形状主要由轮廓线和变截面线构成，在测量时以排气管的分型线及表面与肋板的交线来作为轮廓曲线，在后续的数据处理时要进行光顺处理，两次装卡位置及主要轮廓线及变截面线如图２所示。
一个测杆显然不能满足要求，ＰＣ—ＤＭＩｓ允许建立Ａ、Ｂ角度的目录，Ａ向测量范围从００一９００，每１５０一个位置；Ｂ向测量范围从一１８００一＋１８００，每
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满意
快速模具制造总体流程图
基金项目：河南省科技攻关项目（０４２４２６０１４３）
作者简介：王志奎（１９６６一），男，博士。教授，主要研究方向：先进镧造技术。Ｅ－ｍａｌｌ：ｗａｎｇｚｋｕｉ＠１６３．ｔＯＭ
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模型构建是反求设ｔｌ的核心内容．午￡『建过程是
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时间的Ｉ／３和成率的ｊ／４左右’‘。
应用ＲＰ技术进行快速模具制造步骤如下：（１）将ＣＡＤ立体模型以ＳＴＬ格式输出；（２）应用分膳处理软件对ＳＴＬ文件进行分层娃理：
（３）将丹腠处理结果生成ＡＦＩ文件：
（４）成型件带ｆ作完牛后进行裘面旖沽、硎化，打
麝抛光，疃壤ｒ色锋。
盹用ＲＰ技术耕造的汽车排气管铸造横具厦铸
造型芯如阁６所示。
隧
３结论
产品刨新足我国制碴业可持续发展的基础．两匣求技术与快述膻犁技术的结合对新产品的开发速度和厦量起纠十分重要的作片ｊ综合府用ＲＥ与ＲＰ技术开创了个崭新的设爿、制造概念，由于能够夫懈度缩短新产品开发周期及增强企业国际竞争能力．从而使ＲＥ与ＲＰ拄术在制造领域受到广泛
第６期王志奎等：应用ＲＥ与ＲＰ技术进行汽车排气管铸造模具快速制造
【Ｊ］．计算机辅助设计与制造，２００２（４）：４６—４７．
・５ｌ・
重视。
参考文献
［１］颜永年，张人信，单仲德，等．快速模具最新进展及其发
展趋势［Ｊ］．航空制造技术，２００２（４）：１７—２１．
［２】王志奎．三坐标测量机在汽车排气管反求工程中的应
用研究［Ｊ］．ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化，２００２（１Ｉ）：４１
—４２．
［４】李大鹏，崔洋．三坐标测量机在逆向工程的应用［Ｊ］．机
械设计与制造。２００７，７（７）：７６—７８．
［５］郑新建，夏明安，胡凡建．轿车风扇三坐标测量的技巧
【Ｊ］．湖北工业大学学报，２００５（６）：１７０—１７１．
［６】高东强，杜诗亮，史志芳．用接触式三坐标测量机进行
逆向工程的方法研究［Ｊ］．陕西科技大学学报，２００６
（６）：８ｌ一８４．
［３］赵德永，王杰．用Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ实现叶轮反求设计
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２０１０
０年ｌ１月
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文章编号：１６７４—５１３２（２０１０）０６—００４９—０３
应用ＲＥ与ＲＰ技术进行汽车排气管
铸造模具快速制造
王志奎，赵玉军
（南阳理工学院河南南阳４７３００４）
摘耍：汽车排气管是汽车重要的零部件之一，其结构复杂。难以用传统的方法进行产品和模具的再设计及二次开发。本文论述应用反求工程（ＲＥ）及快速成形（１ｉＰ）技术对汽车排气管铸造模具进行快速制造的技术。通过三坐标测量机获取排气管表面的空间点数据，进一步获得产品的ＣＡＤ数字模型，通过ＣＡＤ分模功能获得排气管铸造模具模型；基于分层制造、逐层叠加成形的原理，采用快速成型技术直接、精确、快速地进行汽车排气管铸造模具的制造。从模具的概念设计到制造完毕仅为传统加工方法所需时间的１／３和成本的１／４左右，应用ＲＥ与ＲＰ技术进行
模具的快速制造方法已为业界高度重视。
关键词：反求工程和快速制造；汽车排气管；模具二次开发
中圈分类号：ＴＰ３９１．７２
文献标识码：Ｂ
０前言
反求工程是指应用三坐标测量机对产品原型进行测量，获取三维离散数据作为初始素材，借助专用曲面处理软件和ＣＡＤ系统，生成产品的ＣＡＤ模型，利用输出的ＮＣ加工指令或ＳＴＬ文件，驱动ＣＮＣ或使用快速成形机制造出产品或原型，实现再设计及二次开发的目的¨。。
快速模具制造技术是一种逐层制造技术，采用离散／堆积成型原理，将原来的三维模型变成二维平面信息（分层处理），在数控系统控制下，以平面加工方式有序地连续加工出每个薄层，并使它们自动粘接而成形，从而制造出产品的实物样件或成品。
应用ＲＥ及ｌｉＰ技术进行汽车排气管铸造模具快速制造的工艺流程如图１所示。
不满意
１汽车排气管的反求设计
１．１汽车排气管原型的装卡与测量
三坐标测量机是进行实物数字化测量的关键设备，由于测量是接触式测量，为了保证测量精度，夹具的设计与制造要求为：一是能保证工件在三坐标测量机工作台上完全固定；二是夹具在装夹时不能影响测量机测头的路径。因为排气管表面比较复杂，测头在某一特定状态不足以测完所有所需数据点，所以在整个测量过程中需不断变换测头位置，且测头所走的路径不能和夹具发生冲突口－。
排气管形状复杂，一次装卡采集所有数据点很困难，测量过程中需两次装卡。在两次测量中使工件坐标系统一，以保证在后续ＣＡＤ建模中使两次分别测量的数据点能够合并在一起。
排气管的几何形状主要由轮廓线和变截面线构成，在测量时以排气管的分型线及表面与肋板的交线来作为轮廓曲线，在后续的数据处理时要进行光顺处理，两次装卡位置及主要轮廓线及变截面线如图２所示。
一个测杆显然不能满足要求，ＰＣ—ＤＭＩｓ允许建立Ａ、Ｂ角度的目录，Ａ向测量范围从００一９００，每１５０一个位置；Ｂ向测量范围从一１８００一＋１８００，每
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两次装夹所测褂的教姑点如嘲３所Ⅺ：罔中的
Ｂ曲线为排气管的轮球曲线，Ａ帅线为＂３１蕊
模型构建是反求设ｔｌ的核心内容．午￡『建过程是
７￡忤的鹰截面曲线；
处理后的数据点可““文本格式输ｍ．也可以
以［ＧＥＳＳＴＥｐ格式输出．与啦刮反，Ｒ建模时使用
Ｐｒ“Ｅ软仲．Ｐｍ／Ｅ软件和ＰＣ—ＤＭＩＳ软件－Ｉ『Ｈ共同
应用ＩＧＥＳ文件．所“在ＰＣ—ＤＭＩＳ巾将数据点“
ＩＣ，ＥＳ格式保存３“
曲断的挎建仍委根据不同的曲面凳型分块建立．然后再将得到的每块曲面缝合．曲向创建完唪后还要进行曲而光顾赴理，水符合《求的曲面要进行编辑修改．建横过程巾时排气竹进行等嚷厚处理，排气符ＣＡＤ尘体楼删如罔４所Ｈｉ．
万方数据
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２应用ＲＰ技术进行快速模具制造
现代快速成形技术罘ＪＨ争新的增长加ｉ方法．用艘悱材料分层硅加形成Ｉ．件．把二维加Ｊ：变成了一维加『。的组合．摆脱传统去豫材料的＾ｎＴ方法．从模ｊ｝的摄念设计到制造完毕仅为抟绕加工方法所需
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第６期王志奎等：应用ＲＥ与ＲＰ技术进行汽车排气管铸造模具快速制造
【Ｊ］．计算机辅助设计与制造，２００２（４）：４６—４７．
・５ｌ・
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参考文献
［１］颜永年，张人信，单仲德，等．快速模具最新进展及其发
展趋势［Ｊ］．航空制造技术，２００２（４）：１７—２１．
［２】王志奎．三坐标测量机在汽车排气管反求工程中的应
用研究［Ｊ］．ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化，２００２（１Ｉ）：４１
—４２．
［４】李大鹏，崔洋．三坐标测量机在逆向工程的应用［Ｊ］．机
械设计与制造。２００７，７（７）：７６—７８．
［５］郑新建，夏明安，胡凡建．轿车风扇三坐标测量的技巧
【Ｊ］．湖北工业大学学报，２００５（６）：１７０—１７１．
［６】高东强，杜诗亮，史志芳．用接触式三坐标测量机进行
逆向工程的方法研究［Ｊ］．陕西科技大学学报，２００６
（６）：８ｌ一８４．
［３］赵德永，王杰．用Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ实现叶轮反求设计
ＲＡＰｍＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ
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