1、 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 题目 汽车轮毂盘的反求造型研究 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 2011 年 4 月 9 日 一、课题的背景及意义一、课题的背景及意义 反求工程包含有实物反求、 软件反求和影像反求三个方面 【2】 。 反求工程也称 为反求工程、反向工程，是对已有的零件或实物原型，利用 3D 数字化设备准确、 快速的测量出实物表面的三维坐标点， 并根据这些坐标点通过三维几何建模方法 重建实物的 CAD 模型的过程。 实物原型经反求工程技术建立 CAD 模型之后，可进一步利用 CADCAE，
2、CAM 以及 CIMS 等先进技术进行处理，复制出实物的样品模型。图 ll 所示为反求工 程技术与快速成型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing)相结合的工作 流程图。 图 11 反求工程流程图 反求工程是当前用于产品开发和仿真加工制造的一种理想的并行设计、 开发 的最先进的手段，是制造业中消化吸收先进技术、缩短产品再设计与制造周期的 重要支撑技术，是集三维内外轮廓测量、激光技术、粉末冶金及快速模具制造等 技术为一体的高新技术，是快速原型、快速模具制造的核心技术之一 【3】 。 随着新的反求工程原理和技术的不断引入， 反求工程已经成为联系新产品开 发过程中各种
3、先进技术的纽带，在新产品开发中居于核心地位，被广泛地应用于 摩托车、飞机、汽车、家用电器、模具等产品的改型与创新设计，成为消化、吸 收先进技术，实现新产品开发的重要技术手段。具体来说，反求工程技术的应用 主要集中在以下几个方面 【4,5】 ：在诸如飞机、汽车、摩托车、家用电器等产品 开发中，产品的空气动力学性能和美学设计显得特别重要。新产品的设计可以应 用反求工程对现存产品进行 CAD 建模、CAE 分析，进而对 CAD 模型修改，在 电脑中进行全方位的动态观察，三维有限元分析，三维动态仿真，基本合格后， 在进行三维立体打印、树脂快速激光成型或 CAM 技术进行实物的数控加工，再 得到远程真实
4、的三维立体打印模型、快速激光模型或数控加工的真实产品后，再 进行美学及力学的最后评审及实验试证,完全能达到对同类产品的引进、消化、 吸收与创新。由于工艺、美观、使用效果等方面的原因，人们经常要对已有的 构件做局部修改。在原始设计没有三维 CAD 模型的情况下，若能将实物零件通 过数据测量与处理产生与实际相符的 CAD 模型，对 CAD 模型进行修改以后在 进行加工，将显著提高生产效率。因此，反求工程在改型设计方面可以发挥正向 设计不可替代的作用。在缺乏二维设计图纸或原始设计参数情况下，需要将实 物零件转化计算机表达的 CAD 模型，以便于充分利用现有的计算机辅助分析 （CAE） 、计算机辅助制
5、造（CAM）等先进技术，并进行产品创新设计。某些 大型设备，如航空发动机、汽轮机组等，经常因为某一零件的损坏而导致整机停 止运行，通过反求工程技术，可以快速生产这些零部件的替代零件，从而提高设 备的利用率并延长使用寿命。一些特殊领域，如艺术品、考古文物的复制，医 学领域中人体骨骼、关节等的复制、假肢制造，特种服装、头盔的制造时需要首 先简历人体的几何模型出发得到 CAD 模型。借助于工业 CT 技术，反求工程 不仅可以产生物体的外形而且可以快速发现、定位物体的内部缺陷，从而成为工 业产品无损探伤的重要手段。 反求造型的过程包括以下几部分： 产品定位设计规划： 开发新产品，必须要首先进行产品的定
6、位。产品定位是基于充分、彻底的市 场调研以得到的设计要求和其他方面比如厂方的一些要求，基于对已有产品、设 计方案和同类产品的评价分析，从而得到产品的设计定位。因此在这一阶段要进 行大量的调研工作和资料收集，进行设计评价，进行设计目标的确定和设计规划 的制定。 概念设计阶段： 在明确了设计要求、设计目标之后，就可以进行初步的设计，可利用诸如头 脑风暴法、反求发明法、缺点列举法进行方案的创新设计。 数据采样： 数据采样是反求工程的最基本的、必不可少的步骤，它从已有的实物获取产 品数据。若已有产品设计的三维数据，可直接采集。但通常是只有前代产品，这 时可采用三维激光扫描仪， 三维数字化仪， 物体多角度照片等数字化方法来快速、 准确地获取数据。 数据分析及 CAD 建模的构建： 在数据采集阶段得到的数据如果是较完整的三维数据，就可以直接进入 CAD 模型的构建阶段。当得到采样数据仅为二维数据，那么必须通过三维模型的方式 构建出来，得到直观简略的产品结构外形。 在这一过程中，设计师要考虑
