逆向设计在液压件开发中的应用

　　近年来，挖掘机的市场需求量不断增加，然而与之配套的高性能液压系统国内发展缓慢，其设计、制造速度的快慢直接制约着我国工程机械行业的发展。现代化设计理念的形成将给液压件发展带来巨大的变革。借鉴逆向设计技术在飞机、汽车行业的成功应用，在液压件开发领域中引入逆向设计的理念，将大幅度提高国产液压件的发展速度。作为一种新产品开发的重要手段，逆向设计技术可以快速高效地消化和吸收外来的先进技术成果，改变传统产品的开发模式，缩短产品开发周期，提高产品研发成功率。

　　本文以常林公司40t 挖掘机上所用的液压马达端盖(图1 和图2)为例，介绍逆向设计在液压件开发中的应用。

　　1 三维数据获取的硬件系统

　　不同的测量对象和测量目的决定了测量过程和测量方法的不同，同时也确定了不同的逆向设计的硬件系统。在实际测量时，应当根据工件的结构特点及设计工作的要求确定合适的测量方法并选择相应的测量设备。

　　端盖的特点与设计要求：

　　外部形状与内部油路复杂，涉及一些曲面造型;而阀孔、油口以及配合面等机加工部分的尺寸及形位公差要求较高。结合产品特点，我们选用的测量设备为：三坐标测量机(型号 GLOBAL CLASSIC)，测头包括触发测头(型号 TESASTAR，重复测量精度0.001 mm，见图3) 与非接触式激光扫描测头(型号 ScanWorksV4i，重复测量精度 0.020 mm，见图4)。

　　选用依据：激光扫描测头与触发测头以PC- DMIS 测量软件为基础，共享同一个测量平台，能够实现测量数据和坐标系的统一;基准坐标系的建立与机加工时的测量部分选用触发式测头，测量精度高;外形以及油道等铸造面选用激光扫描测头，能够实现对工件的快速扫描，得到大量点云，从而为反求工作得到准确而充足的原始数据。扫描后的数据还可以和 CAD数模进行对比检测，形成对比色差图;此外，由于激光扫描测头与触发测头同处于测量软件环境中，使自动更换测头成为可能，从而充分发挥了软件自动测量的优势。这种搭配可以高效率地完成液压件的测量和反求任务。结合零件的特点以及三坐标测量机在接触式与非接触式测量方面的优势，探索总结出如图5 所示的端盖设计流程。

　　2 逆向设计的完整流程

　　2.1 触发测头精建基准，精确测量

　　为使两种测头分别测量的数据建立在同一个坐标系内，要有精确的同一基准。在三坐标测量机上使用触发式测头进行精建坐标系，要求以零件精加工部分为基准建立坐标系，这样可以使接触式测量数据与非接触式激光扫描点云部位精确定位。然后使用触发式测头对阀孔、油口等机加工部位进行精确测量。