在模具行業(yè)中，一般將零件外表面稱為A級(jí)型面（以下簡(jiǎn)稱A面）估褐，即表示必須達(dá)到最高品質(zhì)的型面咖迄，不允許存在任何表面質(zhì)量缺陷（以下簡(jiǎn)稱A面缺陷），因此每套外覆蓋件模具在調(diào)試階段酝侯，調(diào)試人員都會(huì)將大部分人力溉浙、物力、時(shí)間投入到解決A面缺陷的工作中去蒋荚。

隨著模具中心在模具數(shù)據(jù)處理階段首次系統(tǒng)地引入模面工程戳稽，作為重要組成部分的A面缺陷修復(fù)技術(shù)被運(yùn)用在了VW373側(cè)圍項(xiàng)目中并取得了良好的效果。在其后的時(shí)間內(nèi)期升，模面中心編程室通過(guò)不斷地學(xué)習(xí)惊奇、研究、擴(kuò)展播赁，逐漸摸索出了一些自主獨(dú)創(chuàng)且較為有效的方法颂郎，可以獨(dú)立完成A面缺陷修復(fù)工作吼渡，同樣能達(dá)到消除理論A面缺陷。

一乓序、A面缺陷分析

1.  型面檢測(cè)方法

在著手修復(fù)A面缺陷之前寺酪，首先要了解如何辨別A面缺陷。缺陷的表現(xiàn)形式雖然五花八門(mén)替劈，但歸根結(jié)底寄雀，其種類無(wú)非是曲率發(fā)生突變、曲面內(nèi)部或外部存在連續(xù)性問(wèn)題兩類跳蚓，因此可以將A面缺陷分為曲率缺陷疑惨、連續(xù)性缺陷兩大類房包，而在模具中心廣泛使用的軟件中抠建，一般都具備檢測(cè)這兩大類缺陷的高斯曲率及斑馬線檢測(cè)功能。為了便于描述他案，下文的所有演示內(nèi)容均在Tebis軟件環(huán)境下進(jìn)行盛己。

1.1 高斯曲率檢測(cè)

首先介紹一下各類曲率的概念及曲率梳的含義。曲率按照在曲面上的正負(fù)關(guān)系质驻，共可分為4種弊肢，分別是全正曲率（圖1a）、全負(fù)曲率（圖1b）汁匪、正負(fù)曲率（圖1c）以及零曲率（圖1d）蠕为；而曲率梳的長(zhǎng)短則代表了曲面彎曲的程度，曲率梳越長(zhǎng)表示曲面越彎曲贩俺，曲率梳越短則表示曲面越平坦艘珊。

從圖1a來(lái)看，曲面上的T方向曲率線（簡(jiǎn)稱T線洋魂，黃色绷旗，下同）以及S方向曲率線（簡(jiǎn)稱S線，藍(lán)色副砍，下同）都呈現(xiàn)外拱趨勢(shì)衔肢，且曲率梳都位于曲面上方，說(shuō)明曲面T豁翎、S方向?yàn)檎蕰r(shí)角骤，該曲面被標(biāo)為綠色；從圖1b來(lái)看心剥，曲面上的T線和S都呈現(xiàn)內(nèi)凹趨勢(shì)启搂，曲率梳都位于曲面下方，說(shuō)明曲面T刘陶、S方向?yàn)樨?fù)負(fù)曲率時(shí)胳赌，該曲面同樣會(huì)被標(biāo)為綠色牢撼，但曲率梳方向與正正曲率相反；從圖1c來(lái)看疑苫，曲面上的T線位于曲面上方熏版，說(shuō)明該曲面在T方向是正曲率，而S線則一半位于曲面上方恒建，一半位于曲面下方系亭，說(shuō)明該曲面在S方向是正負(fù)曲率各占一半，說(shuō)明曲面T差赂、S方向部分為正正曲率晋合、部分為正負(fù)曲率時(shí)，正正曲率部分會(huì)被標(biāo)為綠色拨俏，而正負(fù)曲率部分則會(huì)被標(biāo)為黃色掐腕；從圖1d來(lái)看，由于平面不存在任何曲度智复，因此其上的T線和S線都處于零位位置捺再，是一條直線，說(shuō)明零曲率的平面也是由綠色標(biāo)示光樱。

1.2 斑馬線檢測(cè)

斑馬線檢測(cè)通過(guò)軟件模擬光源照射在零件表面形成的反光效果來(lái)觀察曲面的內(nèi)部糜隶、外部連續(xù)性狀態(tài)（圖2）。斑馬線的觀察方式較為簡(jiǎn)單尿愿，只需旋轉(zhuǎn)零件即可從任意角度觀察零件表面狀態(tài)会激，但由于本功能的檢測(cè)結(jié)果不像高斯曲率檢測(cè)一般容易發(fā)現(xiàn)缺陷，因此需要觀察者對(duì)零件數(shù)據(jù)有比較豐富的缺陷判斷經(jīng)驗(yàn)呛梆，才能較為快速锐涯、準(zhǔn)確地找出問(wèn)題區(qū)域。

2.  型面缺陷辨別分析

通過(guò)高斯曲率以及斑馬線這兩種檢測(cè)手段削彬，可以對(duì)數(shù)據(jù)的曲率全庸、連續(xù)性及曲面扭曲程度一覽無(wú)遺，因此表面缺陷也可以對(duì)應(yīng)檢測(cè)手段分為曲率缺陷和連續(xù)性缺陷兩種融痛。

2.1 曲率缺陷

曲率缺陷主要以凹陷（圖3a）壶笼、凸起（圖3b）或凹凸相間（圖3c）的形式出現(xiàn)。無(wú)論哪一種曲率缺陷雁刷，都會(huì)在油石打件時(shí)顯現(xiàn)出癟塘覆劈、波紋等表面質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響表面質(zhì)量評(píng)分沛励。

2.2 連續(xù)性缺陷

連續(xù)性缺陷可主要細(xì)分為內(nèi)部連續(xù)性及外部連續(xù)性缺陷责语。內(nèi)部連續(xù)性缺陷指曲面內(nèi)部存在斷裂（圖4a）、扭曲等缺陷（圖4b）；而外部連續(xù)性則指各曲面的交界處存在縫隙（圖4c）坤候、錯(cuò)位等缺陷（圖4d）胁赢。

需要注意的是，無(wú)論高斯曲率檢測(cè)還是斑馬線檢測(cè)功能都存在檢測(cè)盲點(diǎn)投篇，因此在檢測(cè)任何零件數(shù)據(jù)時(shí)欠杀，都必須將這兩種檢測(cè)功能結(jié)合使用才能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)缺陷區(qū)域、分析缺陷形成原因爸备，之后才能對(duì)癥下藥找到解決缺陷的方法讯策。

二、A面缺陷修復(fù)方法

通過(guò)上文了解關(guān)于如何檢測(cè)荤勤、辨識(shí)缺陷的說(shuō)明后购烹，下面將開(kāi)始介紹A面缺陷修復(fù)方法。但首先有一點(diǎn)必須明確鹉陪，那就是并非所有缺陷都有必要修復(fù)底教，缺陷修復(fù)的前提是修復(fù)變動(dòng)量（以下簡(jiǎn)稱變動(dòng)量）不能過(guò)大，變動(dòng)量越大則數(shù)據(jù)修復(fù)后的狀態(tài)與理論狀態(tài)偏差越大檩榕，可能會(huì)造成零件匹配性下降繁触、零件造型走樣等嚴(yán)重問(wèn)題栓稻，因此為穩(wěn)妥起見(jiàn)关揣，一般將變動(dòng)量控制在0.15mm以內(nèi)，即如果缺陷修復(fù)后型面最小變動(dòng)量大于0.15mm土辩，則放棄對(duì)該區(qū)域的修復(fù)嘗試支救，維持原樣，因此在下文中出現(xiàn)的所有修復(fù)方法都是在滿足這一前提下施行的拷淘。

1.   自動(dòng)優(yōu)化法

即運(yùn)用曲面自動(dòng)優(yōu)化功能消除缺陷各墨。這種修復(fù)方法使用OPT功能，通過(guò)增減曲面內(nèi)部U启涯、V線（指曲面內(nèi)部的U方向贬堵、V方向框架線，下同）等級(jí)结洼，軟件會(huì)根據(jù)輸入的參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化曲面黎做，達(dá)到消除缺陷的目的。在調(diào)整U松忍、V線等級(jí)時(shí)蒸殿，“Segments”級(jí)數(shù)應(yīng)保持在“1”，否則曲面內(nèi)部將會(huì)斷開(kāi)鸣峭，因此只需增減“Degree”級(jí)數(shù)即可宏所。在增減“Degree”級(jí)數(shù)時(shí)，盡可能使U音虹、V方向等級(jí)一致穴示，這樣可以保證曲面的規(guī)整性奥挑，等級(jí)選擇應(yīng)從“2”級(jí)開(kāi)始，因?yàn)榧?jí)數(shù)越低得到曲面越光順（“1”級(jí)為平面爽步，不建議選用）笑诫，同時(shí)注意下方的“Dist. Max”（最大偏差值）參數(shù)欄，若選擇“2”級(jí)后婉肆，該欄數(shù)值仍在可接受范圍內(nèi)咽行，則可以點(diǎn)擊確定，若超出可接受范圍衰惜，則增加級(jí)數(shù)差讼，以此類推，直至偏差值可以被接受（圖5）挤夕。另外在修復(fù)后赫斥，新曲面的邊界位置可能會(huì)出現(xiàn)變動(dòng)，因此還要與相鄰曲面進(jìn)行順接以消除縫隙沪么、保證曲面連續(xù)性硼婿。

本方法由于是自動(dòng)修復(fù)，無(wú)法人工干預(yù)禽车，因此越大寇漫、越復(fù)雜的曲面修復(fù)后的偏差就越大，故一般只適用于形狀規(guī)則殉摔、面積較小的曲面修復(fù)州胳。另外，本方法對(duì)缺陷曲面四周的相鄰曲面也有一定要求逸月，相鄰曲面必須自身（尤其是邊界處）沒(méi)有表面缺陷栓撞，同時(shí)相鄰曲面的高低落差也不能過(guò)大，不然修復(fù)后的新曲面無(wú)論如何也無(wú)法在與相鄰曲面順接后仍然能夠保持一致的曲率走勢(shì)或者良好的曲面連續(xù)性碗硬。

2.   定點(diǎn)調(diào)整法

即采取手動(dòng)定點(diǎn)調(diào)整的方式消除缺陷瓤湘。這種修復(fù)方法使用MODEL功能（配圖），根據(jù)缺陷的范圍大小恩尾，通過(guò)增減U弛说、V方向上的控制點(diǎn)數(shù)（Points U/Points V），使控制點(diǎn)落在缺陷區(qū)域特笋，再通過(guò)抬高或者壓低控制點(diǎn)達(dá)到消除缺陷的目的惰衬。注意在增減控制點(diǎn)數(shù)時(shí)，控制點(diǎn)不可過(guò)密也不可過(guò)疏嗦休，過(guò)密會(huì)造成修復(fù)區(qū)域過(guò)小羔题，無(wú)法覆蓋整個(gè)缺陷區(qū)域；而過(guò)疏則相反，會(huì)造成范圍過(guò)大的曲面變動(dòng)鉴何，破壞了部分原本良好的曲率走勢(shì)茴夯，甚至可能形成新的表面缺陷。因此一般來(lái)說(shuō)矢妄，當(dāng)表面缺陷的范圍很小時(shí)屁茁，可選用“Single”（單點(diǎn)獨(dú)立）模式；而當(dāng)表面缺陷范圍較大時(shí)汇氛，則宜選用“All”（多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)）模式组伐。

以圖6a為例，這是C-Model車(chē)型側(cè)圍B柱上的一塊型面呛靡，從圖中可以看到在中部靠左的位置出現(xiàn)了一小片黃色標(biāo)示的區(qū)域硕帖，從截面線情況來(lái)看，曲率梳在綠色區(qū)域都呈現(xiàn)外拱狀態(tài)铅鲤，而在黃色區(qū)域發(fā)生了翻轉(zhuǎn)划提，呈現(xiàn)內(nèi)凹狀態(tài)，因此可以判定這是一個(gè)凹陷缺陷邢享，其范圍涉及5個(gè)曲面鹏往，在此分別將它們定義為曲面1、曲面2骇塘、曲面3伊履、曲面4以及曲面5（圖6b）。其中曲面1和曲面5位于缺陷邊緣绪爸，負(fù)曲率區(qū)域小湾碎，易于修復(fù)宙攻，而曲面2奠货、曲面3和曲面4則分?jǐn)偭舜蟛糠秩毕輩^(qū)域，直接修復(fù)會(huì)使曲面處于沒(méi)有參照物的狀態(tài)座掘，導(dǎo)致操作者無(wú)法在修復(fù)過(guò)程中確定修復(fù)方法是否正確递惋，因此修復(fù)工作應(yīng)當(dāng)從曲面1、曲面5著手驳疚，先構(gòu)建出修復(fù)基礎(chǔ)炬伶，再逐步修復(fù)曲面2、曲面3和曲面4贞触。通過(guò)高斯曲率分析吻拼，可以發(fā)現(xiàn)曲面1的S方向曲率梳正常，而T方向則在缺陷處呈現(xiàn)一小段內(nèi)凹狀態(tài)吗屏，說(shuō)明曲面1在A點(diǎn)有略微上翹形成了負(fù)曲率局权，為了消除這個(gè)負(fù)曲率，有兩種方案可供選擇，一是在A點(diǎn)將曲面壓低拒徐，二是在B點(diǎn)將曲面拎高硅盹，考慮到壓低A點(diǎn)將同時(shí)影響曲面1兩條邊界的位置，故此處適宜選用B點(diǎn)拎高的方案（圖6c）莽每。打開(kāi)MODEL功能又竞，根據(jù)負(fù)曲率的范圍大小以及曲率梳長(zhǎng)短，將U辖备、V控制點(diǎn)數(shù)分別調(diào)整為“15”咸唇、“8”，點(diǎn)擊選中如圖6d所示的點(diǎn)位拷泽，向上拎高0.01mm左右即可消除負(fù)曲率庆揩，曲面5的情況與曲面1類似，不再贅述跌穗。當(dāng)曲面1订晌、曲面5都被修復(fù)后，曲面2蚌吸、曲面3锈拨、曲面4就能以這兩個(gè)曲面為基礎(chǔ)開(kāi)始修復(fù)工作，在修復(fù)過(guò)程中操作者可以根據(jù)自身習(xí)慣采取諸如優(yōu)化曲面羹唠、定點(diǎn)調(diào)整奕枢、新建曲面等各種方法消除負(fù)曲率，只要保證最終結(jié)果如圖6e一般沒(méi)有負(fù)曲率佩微、曲面連續(xù)性好即可缝彬。

本方法由于是手動(dòng)修復(fù)，可自定義修復(fù)變動(dòng)量及修復(fù)范圍哺眯，因此對(duì)曲面的大小和形狀沒(méi)有要求谷浅，但因?yàn)槊看沃荒芡ㄟ^(guò)一個(gè)點(diǎn)位的帶動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，所以當(dāng)曲面上存在多個(gè)表面缺陷重疊的情況時(shí)止槽，操作者就難以判斷正確的抬高椅砸、壓低點(diǎn)位，本方法的適用性將大大降低揍久，應(yīng)當(dāng)考慮使用其他方法嫡服。

1.   相鄰曲面延伸法

即利用相鄰曲面的延伸面替代缺陷曲面的方法。本方法只需使用簡(jiǎn)單的曲面延伸功能即可操作迁耘，重點(diǎn)在于操作者判斷應(yīng)該從哪一個(gè)相鄰曲面提取延伸面伴竹，原則上應(yīng)選擇符合型面整體曲率走勢(shì)的大曲面作為延伸面來(lái)源，這樣可以保證新曲面不會(huì)出現(xiàn)曲率問(wèn)題粤未，同時(shí)也保證了至少一邊的曲面連續(xù)性不會(huì)發(fā)生問(wèn)題报叁，剩下的幾邊則要求相鄰曲面與修復(fù)后的新曲面接順旧败。

以圖7a為例，這是C-Model車(chē)型側(cè)圍尾燈區(qū)域的一塊型面公杰，從圖中可以看到在中部出現(xiàn)了一片黃色標(biāo)示的區(qū)域暮孕，從截面線情況來(lái)看，曲率梳在綠色區(qū)域都呈現(xiàn)外拱狀態(tài)许起，而在黃色區(qū)域發(fā)生了翻轉(zhuǎn)十偶，呈現(xiàn)內(nèi)凹狀態(tài)，因此可以判定這是一個(gè)凹陷缺陷园细。該缺陷范圍雖然只涉及1個(gè)曲面（定義為曲面1）惦积，但從相鄰曲面（分別定義為曲面2、曲面3猛频、曲面4）的高低落差來(lái)看狮崩，曲面2和曲面3之間的落差過(guò)大，達(dá)到了12mm左右鹿寻，僅靠調(diào)整曲面1無(wú)法修復(fù)缺陷睦柴，必須連帶調(diào)整曲面2或曲面3（圖7b）。從整體布局來(lái)看毡熏，曲面2相對(duì)曲面3的重要性更高坦敌，且自身面積也較大、不易調(diào)整痢法，因此適宜將曲面3作為連帶調(diào)整對(duì)象狱窘，曲面2則作為延伸面提取對(duì)象。刪除曲面1财搁，將曲面2延伸至合適大小后沿原邊界線截?cái)嘤牵逊蛛x出來(lái)的延伸面恢復(fù)成可編輯的Surface曲面（以下稱為新曲面），由于是延伸面的關(guān)系蝉丧，因此新曲面與曲面2之間的連續(xù)性必定優(yōu)良碴纺，只需同曲面4順接即可，而后便可按照原有的邊界線剪裁新曲面鞭碳，這樣便完成了缺陷主體的修復(fù)悴觅，再將曲面3與新曲面順接即可完成全部修復(fù)工作（圖7c）。注意在修復(fù)過(guò)程中山滔，應(yīng)在施行每一步后都做一次高斯曲率檢測(cè)，以觀察當(dāng)前步驟是否達(dá)到了預(yù)期效果删摸，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也容易找出原因莉紊，從而修正缺陷修復(fù)思路，避免前功盡棄攀誓。

本方法由于是使用延伸面來(lái)消除缺陷幼潮，必然會(huì)涉及到周邊曲面接順的問(wèn)題恤仁，因此時(shí)常需要與上文介紹的另兩種方法搭配使用，才能獲得比較滿意的結(jié)果坯苹。

作者：倪為華（上汽大眾汽車(chē)有限公司）

（倪為華（上汽大眾汽車(chē)有限公司））

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