摘 要
本文主要阐述了利用CATIA V5软件，对某汽车保险杠进行逆向设计的主要过程。首先介绍了某汽车保险杠的产品特点与工艺分析；其次介绍了逆向工程和CATIA V5软件的概念， CATIA V5软件进行逆向曲面建模。
某汽车保险杠逆向设计的过程，运用CATIA软件逆向曲面模块把点云网格化，再利用CATIA软件逆向曲面工具构建某汽车保险杠的各个部分曲面，对保险杠的曲面模型进行距离分析，最后进行曲面加厚。
在实际应用CATIA软件逆向曲面模块过程中，对于曲面建模出现的问题，进行了探讨和处理；对于怎样才能建好曲面模型，运用了多种方案；经过多次的失败和改正后，最终获得了较好的曲面模型。
关键词：CATIA 逆向工程 点云 曲面造型 工艺分析
前 言
随着汽车工业的发展，保险杠作为一种重要的汽车安全装置，也在不断进行革新。轿车的前后保险杠除了要保持原有的保护功能外，还要追求外观与车体造型的和谐统一，以及实现本身的轻量化。汽车保险杠安装在汽车的最前端和最后端，在整车造型风格中起到至关重要的作用，它能够诠释出整车外装饰的艺术风格，好的保险杠能够使用户感到赏心、悦目，得到美的享受。无论汽车的大、小改型设计，保险杠总是首当其冲成为造型师手中重点塑造的对象，造型美观是整车的亮点及卖点。另外，发生碰撞时，大多数情况下都有保险杠的参与，保险杠作为安全防护装置是现代汽车结构的重要组成部分，它能有效地减轻人员伤亡程度以及汽车损坏程度。
随着汽车普及率迅速提高，减轻车身质量、节能降耗及降低成本已成为汽车工业发展的主要目标之一。塑料因具有质轻、耐腐蚀、设计自由度大等特点在汽车上得到了广泛应用。目前，轿车的前后保险杠均采用了塑料材料。二十多年前，汽车的前、后保险杆都是采用金属制造并固定在车身上的。近几年来多采用混合型的，重要原因是车身形状的要求、空气动力学方面的原因、以及保险杆 正在变大，并要求与空气吸入护栏一体化。但决定性的原因是车身尺寸和重量的增加，汽车制造商要求采用塑料制造，以降低成本。
1 保险杠的产品特点
1.1 保险杠的设计原则
在保险杠的开发过程中，应遵循以下几个原则：
1).主动安全性，即必须最大限度地满足使用功能，保险杠的安装高度应符合法规(安全可靠、设计合理)；
2).被动安全性，即发生碰撞时，保险杠要有良好的吸能特性；
3).在外部造型、彩和质感上要与整车造型协调一致，浑然一体。
1.2 保险杠的材料选择
1.2.1 选材原则
正确地选择材料，必须满足3个方面的要求：
1).良好的使用性能的要求；
2).优良的工艺性能的要求；
3).合理的成本方面的要求。
1.3.2 选择方法
全面了解制件的使用要求。除应了解部件正常工作时应具备的性能指标，还应弄清部件的工作环境(如温度、湿度、介质)及其可能发生的变化等。
要正确选材，不能只对材料的性能作一般的了解，应对每一种材料出1～2项比较突出的性能，作优先选用的对象。有些塑料，其树脂的性能不能满足部件的性能要求，则可通过改性或加入适宜的填料之后，方能变成理想的材料。保险杠的材料通常选用改性聚丙烯，即注射成型用热塑性塑料，它应满足如下的基本特征：
1).耐热性在80～100 cc；
2).冲击强度在0．3～4 J·cm ；
3).拉伸强度在29～39 MPa；
4).成型性，耐候性良好。
1.3 保险杠的结构特点
在整车外表面定型后，进行保险杠的结构设计，首先考虑保险杠与其他车身部件的搭接关系，进行安装结构设计；其次进行保险杠的本体设计。
2 逆向工程概述
2.1 逆向工程概念
逆向工程(Reverse Engineering)也称为反求工程、反向工程等。逆向工程起源于精密测量和质量检验，它是设计下游向设计上游反馈信息的回路。产品的逆向工程是根据零件(或原型)生成图样，再制造产品。它是一种以先进产品设备的实物、样件、模型、软件(包括图样、程序、技术文件等)或影像(图像、照片等)作为研究对象，应用现代设计方法学、生产工程学、材料学和有关专业知识进行系统分析和研究、探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进的产品的技术，是针对消化、吸收先进技术采取的一系列分析方法和应用技术的结合。广义的逆向工程包括形状(几何)逆向、工艺逆向和材料逆向等诸多方面，是一个复杂的系统
工程。通常所说的逆向工程即指对几何形状的逆向，称为实物逆向工程，是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称。这种从实物样件获取产品数学模型并制造得到新产品的相关技术，已经成为CAD/CAM系统中的一个研究及应用热点，并发展成为一个相对独立的领域 。
2.2逆向工程系统
汽车前保险杠随着计算机技术的发展，逆向工程技术和先进制造技术的结合日趋紧密，如20世纪80年代初发展起来的快速原形技术、基于网络的异地设计及制造技术等，在产品设计和制造阶段都需要逆向工程技术的支持。同时，逆向工程技术也和计算机辅助测量（CAT）、辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）以及计算机辅助工程分析（CAE）密切相关。逆向工程成功应用的关键不仅在于各计算机辅助子模块能较好地独立完成各项工作，很大程度上还取决于各个子模块的计算机集成程度。可以说，逆向工程是CAT/CAD/CAM/CAE等先进的计算机辅助技术集成应用的一个典型例子。如何将这些技术组成一个整体，即集成逆向工程系统，是逆向工程技术应用研究的一个重要方向。
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