反求工程是制造业中消化吸收先进技术、缩短产品再设计与制造的重要支撑技术,是先进制造技术的核心技术之一。随着计算机技术及测量技术的发展,利用CAD/CAM技术来实现产品实物的反求,已成为CAD/CAM领域的一个研究热点,并成为反求工程技术应用的主要内容。 轮胎胎面花纹的设计是轮胎设计中技术含量最高的工作内容,轮胎胎面处于双曲圆弧面上、而轮胎花纹是具有三维形状结构的复杂形体。胎面花纹与路面相互作用的机理极为复杂,许多问题至今尚不完全清楚,胎面花纹的设计目前仍然缺乏有效的理论指导。如何采用有效的方法快速地进行轮胎产品的开发,是实际生产中亟待解决的问题。 本文研究了复杂曲面实物反求工程的关键技术,对反求工程的表面数字化、数据处理、曲面重构、曲面光顺等技术进行了研究,提出了用于轮胎花纹反求的测量方法和数据处理方法。分析了Surfacer软件在数据处理、曲线构建和曲面重构等方面的功能,及其在反求工程中点处理、曲线创建和曲面构建的操作流程,针对轮胎花纹的结构特点,提出了使用Surfacer进行数据处理的过程。针对不同类型的胎面花纹,分析了胎面花纹的作用,指出了胎面花纹设计过程中应遵循的基本要求,详细阐述了花纹沟深度对轮胎性能的影响。 本文运用反求工程的原理和方法,进行轮胎设计过程中技术难度最大的胎面花纹结构设计。使用三维激光抄数机测取轮胎产品胎面花纹三维数据点,使用反求工程软件Surfacer进行点处理,得到特征线,然后使用Pro/E软件引入特征线的数据,进行曲面造型,最终实现了轮胎胎面花纹3D几何模型的重建,为后续新产品的二次开发奠定了基础。