[摘 要] 复杂曲面零件是机械加工制造中常见的零件类型，但是这类零件建模周期长，二次创新困难。为改善复杂曲面零件的建模效果，需选择适宜的建模方式。逆向建模属于一种基于实物样件的CAD模型重构技术再运用的CAM技术生成并检查到有的路径和数控代码，进而完成对复杂曲面零件的加工制造，可有效缩短生产周期。故此，详细开展复杂曲面的零件逆向建模和仿真，旨在提高复杂曲面零件加工的效率和加工质量，推动制造企业持续健康发展。
　　[关 键 词] 复杂曲面；零件；逆向建模；仿真
　　[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）20-0151-01
　　机械制造过程中，复杂曲面零件的种类较多，为保障复杂曲面零件的生产，需展开对复杂曲面的有效建模，常规建模的周期较长，且零件的二次优化和创新效果不理想。借助复杂曲面的零件逆向建模，可完成对复杂曲面零件加工的模拟与仿真。但是，实际的复杂曲面零件逆向建模中应用存在理解不清、应用不明的情况，制约逆向建模的效果，亟须改进与完善。基于此，本文以某一型号控制臂为例，对具体复杂曲面的零件逆向建模展开研究，并对具体的仿真进行阐述，内容如下。
　　一、逆向建模研究
　　复杂曲面的零件具有加工困难和设计周期长的特点，在实际的复杂曲面零件加工中，可借助逆向建模的方式。所谓逆向建模主要是借助实际的复杂曲面零件，对其进行实物CAD建模，再借助CAM技术对具体的走刀路径和数控代码进行研究，从而获取复杂曲面零件的具体加工方式。逆向建模中，需要对各类关键技术进行应用，提升建模效果，常见的关键技术有：
　　（一）数据采集及预处理技术
　　借助测量设备对实物零件的数据进行采集，并得到数据点的三维坐标值。再借助去杂、降噪等方式，实现对原始点云数据的预处理。
　　（二）曲面重构技术
　　选择有效的数据分割方法，拟合多个曲面片，完成曲面模型的完整构建。
　　（三）CAD模型重构
　　实现实物的CAD模型构建，囊括实物的全部结构、动态特性和力学特征等。
　　二、复杂曲面的零件逆向建模
　　为探究分析复杂曲面的零件逆向建模，本次研究选取某型号的控制臂为例，对其具体的逆向建模进行研究阐述，内容如下。
　　（一）控制臂零件的CAD模型重构
　　控制臂的零件属于复杂曲面零件，具体控制臂的零件CAD模型重构，主要是从点云信息获取开始，运用三坐标测量机，展开对控制臂零件的扫描，再选择Imageware软件完成对云点云数据的预处理。此外，UG軟件与Imageware软件具有较好的数据共享性能，UG可以直接完成数据文件的读取。再借助UG软件的三维建模功能，实现CAD的模型重建。
　　1.在Imageware软件的支持下，展开曲线架构的创建，再借助点云数据的采样和预处理后，完成对控制臂曲线架构的创建。
　　2.曲面重构。这部分同样是在Imageware软件的支持下展开，根据点云数据信息的基本情况，获取直纹面，再运用扫描曲面的方式展开曲面重构。
　　在CAD模型重构后，需要结合具体情况，对误差展开分析，并根据分析结果探讨误差对模型是否存在直接影响，如不影响，则可忽略。
　　（二）数控加工自动编程
　　为实现数控加工的自动编程，则需要对刀具、轨迹等进行研究。逆向建模，可借助CAM完成对控制臂零件具体加工方案的确定，包括刀具选型、加工余量、加工部位等内容。完成后，在UG-CAM模块中对加工环境进行创建，设计切削方式、参数等内容，进而得到具体的刀位轨迹。再借助UG的功能，完成对刀具轨迹的转化，使之成为数控系统能够识别的数控代码。
　　三、复杂曲面零件逆向建模后的仿真
　　仿真模拟主要选择VERICUT仿真系统，且由于UG软件携带VERICUT模块功能，可展开对复杂曲面零件逆向建模后的仿真。
　　（一）虚拟机床建立
　　选择VERICUT模块中的组件，可完成对实体机床的模拟，建立虚拟机床，对虚拟机床的参数进行初始化设计，调用相关系统控制文件，并检查机床是否合格。
　　（二）刀具库建立
　　检查合格后，根据加工需求，对VERICUT模块的备选刀具进行选择，并按照数控加工自动编程的刀具需求，展开对刀具库的建立。
　　（三）在VERICUT中新建项目文献
　　加载机床和刀具文件，添加毛坯，调入数控加工自动程序，对工作原点进行设计，进而完成对控制臂加工的仿真模拟。
　　完成后，对控制臂的仿真结果与实物的数据参数进行比较，确认合格，说明零件逆向建模符合复杂曲面零件生产需求。
　　总之，研究复杂曲面零件逆向建模的基本概念和关键技术，再对具体逆向建模中CAD模型重构和数控加工自动编程进行研究，最后运用VERICUT仿真系统对其进行加工制造仿真，并得到仿真的结果符合设计要求，确保逆向建模符合复杂曲面零件生产要求。
　　参考文献：
　　[1]常影，明哲，张秀芳，等.复杂曲面的零件逆向建模及其仿真分析[J].组合机床与自动化加工技术，2016（3）：61-63.
　　[2]黄斌达.复杂曲面零件的逆向建模、数控加工及仿真的研究[D].南昌航空大学，2011：25-26.

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