汽车车灯反射器的逆向工程研究

　　1 引言

    　随着汽车工业的飞速发展。对汽车车灯照明性能的要求也越来越高。汽车车灯反射器壳体作为车灯的重要组成部分之一，由于其结构需要满足汽车的流线型设计要求，导致其结构多样性、复杂性，因此给车灯企业在设计过程中带来了难题。由于逆向工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件。因此逆向工程技术在汽车车灯新产品快速开发中具有非常重要的作用，成为当前制造技术的热点之一。本文利用NX软件结合三坐标测量机这一测绘手段来实现汽车车灯反射器的逆向造型设计，并取得了较好的应用效果。

　　2 逆向工程技术

  　  2.1 数据采集及数据处理

  　  (1)数据采集

  　  逆向工程的数据采集就是运用测绘方法与手段获得逆向建模数据。数据采集是逆向工程的第一步，其方法正确与否直接影响实物的二维、三维几何数据，影响到重建的CAD实体模型的质量，并最终影响产品的质量。本文利用接触式三坐标测量机进行汽车车灯反射器的数据测量。

  　  (2)数据处理

    　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建的质量。数据处理的目的是为了除去模型中冗余的数据点并对噪声点进行过滤。具体处理内容包括补偿点产生、噪声点删除，数据点精化、数据点加密、坐标变换、数据的格式转换和数据输出。在NX软件中可直接处理点云数据。可以实现对一些形状比较简单、有多个自由曲面的点云数据的重构，而且精度也能达到一定的要求。

   　 2.2 NX软件在逆向工程中的应用

 　   NX软件是当今世界上应用最广泛的CAD软件之一。在逆向工程中主要完成产品的三维造型，一般遵循从点到线，由线构面，再由面生成实体的流程。由点做线主要使用直线、圆弧和样条线三个功能，由线构面常用到通过曲线、通过曲线网格、扫掠等曲面建模命令，最后可通过缝合、补片体、修剪实体、加厚片体等方法生成实体。

　　3 车灯反射器的逆向造型

   　 3.1 点云数据的读入

  　  将扫描的汽车车灯反射器保存为i肇格式，导入到NX软件中，保存为prt文件。在导入数据时可能找不到点云，也可能与导入坐标的原点不一致，用工具栏中的“适合窗口”命令显示，精简点云数据，将一些不相关的噪声点删除，处理后的车灯反射器如图1所示。

图1 扫描的汽车车灯反射器点云

   　 3.2 反射器壳体的逆向造型

    　我们在逆向造型过程中通常把车灯反射器分为基部(光学的区域)、顶部、侧面、与灯罩配合的底座，灯泡口，安装机构(结构)等几个部分。实体制作部分廊注意以下几个方面：

   　 (1)首先制定脱模方向。脱模方向与灯泡口在安装平面方向也标相同，先制作灯泡L1的安装平面，灯泡口的圆心位置定好，灯口的围柱以及配合小件的机构都需要先行制作，这样对小件制作进度不会影响。

  　  (2)光学部分运用NX“从点云”功能拟合成一个光顺的弧面。并用x成形调整过点情况；顶面部分制作需要光顺．原则是过点0.3mm以内，保持曲面的光顺性：侧面部分要注意侧面与顶面交线的光顺性，不能有扭曲，一般情况都是直接制作好交线沿脱模方向拉伸，再运用拔模功能制作拔模角度；与灯罩配合的底座的制作，通常都用大的侧面去偏置制作的。要考虑边界的过点情况。

  　  (3)在完成顶面、底面、侧面、底座制作后，就要开始完成主体肉厚了，可以用片体增厚的功能，可以用面片偏肉厚缝合成实体。两种方式，选择其中最快最节约时间的一种。最后得到的反射器壳体的逆向造型如图2所示：

图2 反射器壳体的逆向造型

   　 3.3 灯罩的逆向造型

   　 灯罩的逆向造型是车灯逆向技术的一个难点，因为灯罩要求表面效果要好，精度也更高，而且要解决几何模型精度与曲面光顺的矛盾。制作灯罩时，要特别注意灯罩的侧面与顶面交线的过点情况，通常做好几张主要的面，其它侧面通过偏置面的方法来制作，所以制作面的时候，一定要考虑延边部分的过点情况。最后得到的灯罩的逆向造型如图3所示：

图3 灯罩的逆向造型

 　   3.4 壳体与灯罩的装配间隙及干涉

  　  在NX软件中选择“分析”下的“简单干涉”工具条，再在装配体中选择反射器壳体和灯罩，运行干涉检查即可。若存在干涉，则干涉信息清单上就会列出所有的干涉零件名称，并在图形区域显示干涉包围的区域和大小。修改零件之间的装配间隙及干涉时应参考胶沟设计标准，如图4所示：

图4 胶沟设计标准

　4 结论

   　 (1)利用NX软件结合相应的测绘手段来实现汽车车灯的逆向造型设计，取得了较好的应用效果，在其他技术领域亦有着十分广阔的应用前景。

   　 (2)本文应用实例对于逆向工程的关键技术：数据采集、数据处理以及CAD模型重构等做了具体的讲解，从而为汽车车灯的逆向造型设计和进一步研究提供了理论和实践参考依据。

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