近年來隨著汽車產業的不斷發展，車輛的行駛動能及載荷大幅度提高，使傳統的摩擦片式制動裝置越來越不適應長時間高強度的工作需求。長時間的頻繁使用行車制動器會出現效能熱衰退現象，嚴重時導致制動失效，威脅行車安全，現應某企業要求，根據其提供的傳統減速器實物，運用三維掃描技術，獲得實物表面的三維點云數據，進行二次開發新型液渦流緩速器，與傳統設計相比，縮短了開發周期，降低了開發成本，滿足了設計需求。

一、減速器二次開發的逆向工程

1.  逆向工程及其相關技術要素：

逆向工程（RE）也稱反求工程或反向工程，是設計下游向上游反饋信息的回路。在已有產品消化、吸收的基礎上，進行結構、材料或功能的改進、創新，開發新產品。逆向工程典型過程是采用特定的坐標測量設備和測量方法對實物模型進行測量，獲取實物模型的特征參數；借助相關軟件將所獲取的特征數據在計算機中重構逆向對象模型；對重建模型進行創新、改進和分析；以數字化模型為基礎，進行編程、加工、開發新產品。

逆向工程技術要素包含三維掃描、數據處理、三維建模、模型分析和技術評價等過程。三維掃描是利用三維數字化測量設備，將物體的表面特征轉化為離散的點云數據，根據獲取物體表面三維數據的方法有接觸式和非接觸式2類。常用接觸式三維掃描設備包括三坐標測量機和隨動式掃描儀，非接觸式三維掃描設備包括二維影像儀、激光掃描儀、三維光學掃描儀?，F采用手持式非接觸式激光掃描儀HANDYSCAN BLACK，相配套的數據處理軟件是VXelements。非接觸式激光掃描儀采用激光三角測量原理對物體的表面特征進行數據采集，然后根據反射光信息利用三角法等計算物體表面采樣點的空間坐標。非接觸式激光掃描儀的特點是掃描速度快、成本底、攜帶方便、易于操作、可提供完整的誤差分析和評估。

減速器數據采集及三維建模：

數據取樣是逆向工程和產品二次開發的第1步，采用相應設備對實物模型表面進行掃描和測量，以獲取實物的表面特征數據，有時也包含內部數據，根據客戶提議，現進行以下步驟采集處理：①零件采用線切割拆分成兩半；②貼點；③掃描；④逆向數據處理，包括數據轉化、拼接，大面造型、過渡處理和偏差分析，如圖2所示。

對獲取的數據進行必要的處理后，以IGES、txt等格式輸出到Geomagic Design X軟件中進行曲面、實體重構。首先提取關鍵截面曲線的點云數據，選擇互交式剖切截面線生成曲線操作；然后尋找不合格點并修改其坐標值、粗光順、精光順等處理，完成曲線的光順處理；采用曲線生成曲面的釋放，進行曲面重構。曲面創建后，對其進行誤差分析和光順品質檢查，并運用X曲面命令，調節曲面控制點，使曲面滿足精度要求。曲面構建完成后，對內部結構進行設計，使用偏置等命令構建減速器的三維造型。數據處理后以txt格式導出的數據在Geomagic Design X軟件中可直接進行簡單的實體重構。

二、緩速器數控技術加工

1. 工藝分析

液渦流緩速器中主機轉子、前定輪、后定輪的復雜性取決于液渦型腔，其內部是由復雜的曲線曲面構成。根據液渦型腔的結構特征，主要由直紋面、圓弧曲面和自由曲面組成。直紋面的加工可以采用普通機械設備完成，而對于圓弧曲面和自由曲面的加工處理，則需要采用多軸坐標數控設備才能快捷地完成。對于液渦型腔有多種加工方法，如鑄造成形后修光法、電火花成型加工法等，這些加工方法雖然能滿足功能需求，但效率低、加工的液渦型腔成型質量差。目前市場上常用的液力緩速器采用鑄造法加工，因其加工精度低，力矩不穩定而產生振動，影響行車制動的安全與穩定。隨著數控技術的不斷進步，CAD/CAM得到了廣泛的應用，復雜的曲面也能保證加工精度，對于液渦型腔的加工，選擇數控五軸加工完成。

2. 加工步驟

根據液渦流緩速器的工作原理，影響其傳遞扭矩的因素是液渦型腔，而液渦型腔的設計與加工成為液渦流緩速器的核心技術，因此零件加工前利用UG軟件對液渦型腔進行設計，如圖3所示。

3. 數控車削加工

①  毛坯：正方形，尺寸為360mm×360mm×90mm；②數控車削：進行粗加工，去除大部分毛坯余量，保證精加工時有穩定的加工余量，以達到產品的統一，為下道工序（五軸）加工做好定位準備，如圖所示。

②  五軸加工的技術難點是夾具的合理設計和切削量的選擇，合理的夾具設計和切削量能縮短加工工時，提高生產率，充分發揮機床的功效和保證零件的加工精度。