基于逆向工程技术的电话机手柄下壳模具设计（全套含CAD图纸）
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 诚 信 声 明 本人声明： 1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果； 2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料； 3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。 作者签名： 日期： 年 月 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 毕业设计（论文）任务书 题目： 基于逆向工程技术的电话机手柄下壳模具设计 姓名 学院 应用技术学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 指导老师 职称 教研室主任 一、基本任务及要求： 1. 使用 3合 3 2. 用 建玩 具外壳表面数字模型； 3. 运用 件完成玩具外壳零件的实体建模，并应用快速成型技术造型； 4. 学习 注射成型原理 ，应用 完成玩具注射模具设计； 5. 应用 6. 完成模具装配图及主要零部件工程图，按照要求撰写设计论文。 二、进度安排及完成时间： 1调研 准备阶段。时间： 20112012 了解 课题 内容，搜集有关技术 文献 资料 ， 自学 件 和 相关 设计技术。 2 确定设计方案 。 时间： 20122012 完成文献综述和开题报告， 提出 完成 课题的 初步 方案，并对方案优、缺点 进行比较，分析 实可行 性 ， 按实际条件 确定实施 方案。 3. 设计及实验 。 时间： 20122012 使用三坐标扫描仪测量模型数据，应用 借助毕业实习环节学习完善设计。 4. 撰写毕业设计说明书 。 时间： 20122012 按湖南工程学院毕业设计说明书 相关 标准要求撰写毕业设计说明书。 5 毕业 答辩工作。 时间： 20122012 6. 毕业设计整改。时间： 20122012 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目录 摘要 . I 关键词 . I 第 1 章 绪 论 . 1 向工程简介 . 1 向工程的概念 . 1 向工程 技术的现状及应用 . 2 向工程的一般步骤 . 3 量工具 3维扫描仪介绍 . 4 件介绍 . 5 件介绍 . 5 G 述 . 6 介 . 7 章小结 . 7 第 2 章 逆向工程中的测量技术 . 8 量方式 . 8 描设备及扫描软件界面介绍 . 9 件扫描过程 . 12 章小结 . 16 第 3 章 经处理后转化为 型 . 17 向工程的后处理 . 17 向工程后处理的要求 . 17 云数据处理 . 18 角形网格曲面编辑处理 . 19 速曲面重建的曲面阶段 . 20 合成 型 . 20 面重构具体过程 . 20 G 环境下的实体建模 . 26 面缝合 . 26 件特征设计 . 26 章小结 . 27 第 4 章 流分析 . 28 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 佳浇口位置分析 . 28 件流动性分析 . 29 接痕分析 . 29 穴的分布 . 29 射压力与锁模力变化曲线 . 30 、精度、质量分析 . 33 芯型腔的创建 . 34 品分析 . 34 目初始化 . 34 立模具坐标系 . 34 件设置 . 35 择制品的分型面 . 35 建分型线和分型面 . 36 建型芯和型腔 . 36 型设备的选择 . 37 定制品的成型方法 . 37 算制品体积、质量以及制品的正面投影面积 . 37 选注射机的型号 . 37 注系统的设计 . 38 流道设计 . 38 流道的设计 . 39 口的设计 . 40 具的结构方案及尺寸的确定 . 40 流、排气系统的设计 . 41 模机构设计 . 42 却系统的设计 . 43 射机有关工艺参数校核 . 44 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 小结 . 46 参考文献 . 47 致 谢 . 48 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 I 基于逆向工程技术的电话机手柄下壳模具设计 摘要 ： 逆 向工程是指从实物样件获取产品数据模型、进而完成产品开发技术。本文介绍了采用 3后用用 成模具设计，并用 关键词 ： 逆向工程； 点云；模具；设计。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 of is to a a of G of G 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 第 1 章 绪 论 向工程简介 向工程的概念 逆向工程 (反求工程 )是利用对实物测量的数据重新构造实物的计算机模型，然后利用 计算机辅助技术进行分析、再设计、数控编程等操作，而后进行加工。逆向工程现己发展为 一个相对独立的范畴。通过实物模型产生 以使产品设计充分利用 术的优势，并适应智能化、集成化的产品设计制造过程中的信息交换。实施逆向工程可以充分发挥先 进的测量设备的优越性，使其既可以作为 统所需要的三维输入装置，又可以作为 统处理后的误差检测评估装置，从而提高工业产品的设计，制造自动化程度，缩短产品的试制开发周期，降低生产成本。将逆向工程技术定义为没有工程图纸的情况下，对物体的物理模型进行测量，通过对测量信息的分析和处理来反求其 型的过程。在这一意义下，逆向工程可以定义为 :是将实物转变为 型相关的数字化技术和几何模型重建技术的总称。逆向工程是综合性很强的术语，它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础 ，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对己有新产品进行解剖、深化和再创造，是对己有设计的设计，特别强调再创造是反求的灵魂。从工程应用的目的出发，将反求工程的研究领域拓宽到工艺、材料、原理等方面的反求，是广义上的反求。应该看到 :逆向工程有其独特的共性技术和内容，还是一门新兴的交叉学科分支。现行产品中的各种复杂高新技术，在逆向工程中都会遇到如何消化吸收并加以改进和提高。所以对于新兴技术的理解、消化和推广上，逆向工程作用十分巨大。现代人们通称的设计一般均指正向设计。它根据市场需要提出目标和技术要求，使 设计意图变为产品。如何合理利用他人的设计思想，加快自身产品更新换代的能力，是在市场竞争日益激烈的今天站稳脚跟，持续发展的关键。实际上，在设计制造领域，任何产品的问世，包括创新、改进和仿制，都蕴含着对已有科学、技术的应用和借鉴改进。可以看出，反求思维在工程中的应用己源远流长，然而提出这种术语并作为一门学问去研究，则出现于 60 年代，逆向工程是各国技术进步、发展，尤其是发展中国家迅速改变技术落后状况，提高综合设计、决策水平、制造水平，赶超世界先进水平的迅捷之路。战后日本工业恢复的需要使其首先对逆向工程进行了较早的 研究，日本提出“第一台引进，购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 第二台国产化，第三台出口”的口号，用了近二十年时间迅速崛起成为世界经济强国就是一个生动的历史证明。 向工程技术的现状及应用 逆向工程是近年来发展起来的消化、吸收和提高先进技术的一系列分析方法以及应用技术的组合，其主要目的是为了改善技术水平，提高生产率，增强经济竞争力。世界各国在经济技术发展中，应用逆向工程消化吸收先进技术经验，给人们有益的启示。据统计，各国百分之七十以上的技术源于国外，逆向工程作为掌握技术的一种手段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率 。因此研究逆向工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。逆向工程的应用领域大致可分为以下几种情况： 1在产品仿制中的应用 有时，拟合制作的产品没有原始的设计图档，而是由委托单位交付样品或实物模型，请制作单位复制。传统的复制方法是用立体雕刻机或三轴仿形铣床以 1: 1 的比例制作模具，再生产产品。这种方法属于模拟型复制，其缺点是无法建立工件尺寸图档，因而也无法用现有的 件对其进行修改，故已渐为新型的数字化逆向工程系统所取代。在这种情况下，在对零件原形进行三维反求的基础上形 成零件的设计图纸或 型，并以此为依据生成数控加工的 码，加工复制出一个相同的零件。 2在新产品设计中的应用 随着工业技术的发展以及经济的发展，消费者对产品的要求越来越高。为赢得市场竞争，不仅要求产品的功能先进，而且要求外形美观。而在造型中针对产品外形的美学设计，已不是传统训练下的机械工程师所能胜任的。一些具有美工背景的设计师们可利用 术构想创新的美观外形，再以手工方式塑造出模型，如木模、石膏模、粘土模、胶模、工程塑胶模、玻璃纤维模等，然后再以三维测量的方式建立曲面模型。在美学设计特 别重要的领域，例如汽车外型设计广泛采用真实比例的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果，而不采用在计算机屏幕上缩小比例的物体投视图的方法，此时需用逆向工程的设计方法。 3在旧产品改进中的应用 在对旧产品改进时，有时并没有零件的 型，因此需要利用逆向工程技术建立产品的几何模型，然后再利用传统的 件对原设计进行改进。当要设计需要通过实验测试才能定型的工件模型时，通常采用逆向工程的方法。比如航天航空领域，为了满足产品对空气动力学等要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 (如风洞实验等 )建立符合要求的产品模型，这类零件一般具有复杂的自由曲面外型，最终的实验模型将成为设计这类零件及反求其模具的依据。 4在 速原型制造 )中的应用 快速原型制造 (又称 术 )是 80 年代后期兴起的一种基于材料累加法的高新制造技术，被认为是近 20 年来制造领域的一次重大突破。 合了机械、 控、激光以及材料科学等各种技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，用以对产品设计进行快速 评估、修改及功能试验，大大缩短了产品的研制周期。而以 统为基础的快速工装模具制造 (快速精铸技术 (则可实现零件的快速制造 ( 为应用该项技术，首先应该有产品的三维几何模型。尽管己经出现了许多成功的三维 件，但运用这些软件建立一个复杂的零件模型，仍相当费时。有时工程界提供的是实物，需要由实物制造模具或作设计上的改进，因此在 经常利用逆向工程技术来建立产品的几何模型。 此外， 在计算机图形和动画、工艺美术和医疗康复工程等领域，也经常需要根据实物快速建立物体的三维几何模型。另一个重要的应用如修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等，此时不需要对整个零件原型进行复制，而是借助逆向工程技术抽取零件原形的设计思想，指导新的设计 此，逆向工程技术在这些领域中也具有重要的应用价值。 向工程的一般步骤 逆向工程一般可分为四个阶段 : 1零件原形的数字通常采用三坐标测量机 (激光扫描等测量装置来获取零件原形表面点的三维坐标 值。 2从测量数据中提取零件原形的几何特征按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的设计与加工特征。 3零件原形 型的重建将分割后的三维数据在 统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件原形表面的 型。 4重建 型的检验与修正采用根据获得的 型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的 型是否满足精度或其他试验性能指标的要求，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的设计要求。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 量工具 3维扫描仪介绍 3携式三维照相测量仪是一种高速精度的三维测量扫描设备 ，采用的是目前国际最先进的接触光非接触照相测量原理。 3本原理是：采用一种结合结构光技术、相应测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触测量技术。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量极为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图像，而 3得的是物体的三维信息，与传统的三维扫描仪不同的是，该扫描仪能同时测量多个面。 3列扫描仪特点： 1扫描速度快； 每 次扫描一个面，测量点分布非常规则，数秒内可以得到 100 多万点，扫描时间短，测量效率极高 2精度高利于测量； 利用独特的技术，实际精度可达 国内领先。 3便携式设计； 可带至测量现场，特别适合对大型物体和不易转移的物体进行测量和扫描。且外观设计精美，整体配件完善。 4大景深； 3描深度可达到 300国内领先。有利于物体凹面测量。 5标志点自动拼接； 扫描过程中物体可以任意摆放和挪动，扫描软件可以自动认识标志点，并多次测量结果自动拼接，使得测量时间大大缩短（每次扫 描得出点云颜色不同，便于工作人员分步处理，并且保留原始点云数据特征，更利于点云处理。 6非接触扫描； 适用于柔软、易变形的物体测量，适用范围非常广泛，根据被测物体的不同可独家提供各种不同的夹具配件更好的对物体扫描而不失真。 7彩色扫描； 不但可得到物体高精度外形点云数据，还可以得到逼真的彩色纹理，具有重要的应用和科研价值。 8测量输出数据接口广泛； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 测量所得为点云数据，该数据为 格式，可以直接与 各种后处理软件进行数据交互。 件介绍 美国 雨滴 )公司出品的逆向工程和三维检测软件。 轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动转换为 面。该软件也是除了 外应用最为广泛的逆向工程软件。 要包括 个模块。主要功能包括：自动将点云数据转换为多边形（ 快速减少多边形数目（ 把多边 形转换为 面、 曲面分析（公差分析等 )及输出与配的文件格式（ ）。 件介绍 具有强大的实体造型，曲面造型功能。在设计过程中还可以进行有限元分析、动力学分析，玩成产品概念设计、模型建立，性能分析和运动分析、加工刀路额生成等整个产品的生产过程，实现真正意义上的无纸化生产。 户通过创建程序节点、刀具节点、几何节 点、加工方法节点，生成刀具加工轨迹，通过观察刀具运动来图形化地编辑刀具轨迹，最终的刀位源文件经过后置处理即可生成数控加工程序。 1基本环境 这是启动 其他应用模块的公共运行平台。它支持包括打开已存的部件文件、建立新的部件文件、绘制工程图以及输入、输出不同格式的文件等操作，也提供图存控制、试图定义和屏幕布局、表达式和特征查询、对象信息和分析、显示控制和隐藏 /再现对象等操作。 2建模环境 实体建模集成了基于约会搜的特征建模和显性几何 建模两种方法，提供符合建模的方案，是用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及进行参数化编辑、提供草图工具、各种曲线的生成及编辑工具、尺寸驱动、定义和编辑变量及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。 3装配建模 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 用于产品的模拟装配。支持“自顶向下”和“子底向上”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件一逻辑对其、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，改进了性能和减少存储的需求。参数化的装配建模提供为描述组件间配对关系和为贵顶共同创建的紧固件组以 及其他重复的零件的附加功能，这种体系结构允许怕打的产品结构并为设计者创建和共享，是产品开发并行工作。 4制图模块 能够以实体模型自动生成曲面工程图，也可以利用取向功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。制图模块提供自动的视图布局，可以自动、手动尺寸标注，自动绘制剖面线、形位公差和表面粗燥度标注等。利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等。 5产品分析模块 集成了有限元分析功能，可用于对产品模型进行受力分析 ，受热后的变形分析，可以建 立有限元模型、对模型进行分析和分析后的结果进行处理。提供线性静力、线性屈服分析、模拟分析和稳态分析。运动分析模块用于对产品模型进行运动分析。可以进行机构链接设计和机构综合，建立产品的仿真，利用交互是运动模式同时控制 5个运动副，设计出包含任意关键节数的空间机构，完成机构的运动分析，以多种格式表达分析结果。注塑模流分析模块用于注塑模中对熔化的塑料进行流动分析。具有前处理、解算和后处理的能力，提供强大的在线求解和完整的服务材料数据库。 6制造模块 次模块提供了对 轴铣 、车、线切割、钣金等加工方法的交互操作，还具有图形后置处理器和机床数据文件生成器的支持。同时又提供了制造资源管理系统、切削仿真、图形刀轨编辑器、机床仿真等加工或辅助加工模块。 G 述 G 软件用于注塑模具自动化设计的专业应用模块，运用知识嵌入的基本理念，只需根据产品的三维实体造型，按照模具设计的流程建立一套与产品造型参数相关的三维实体模具。 导用户一步步地完成模型设计。在这个优化的环境中提供了很多自动化的功能： 如数据的读入和零件建模、家族模具、缩放控制、自动的模腔布局、分模功能、模架工具和库及标准件工具和库。分别对应于 具条中的各个图标，并且图标的排列顺序与实际的模具设计过程相似 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 介 由德国西门子公司的用于注塑模流分析并优化模具设计的软件，该软件 是对塑料产品和模具进行深入分析的软件包，可以在计算机上对整个注塑过程进行模拟分析，可得到最佳的浇口数量与位置。从而为模具设计人员进行模具 设计和注塑人员进行注塑工艺参数调整提供依据。 利 用 计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及塑件中的应力分布、分子和纤维取向分布、塑件的收缩和翘曲变形等情况。 本文的选题背景是探讨利用逆向工程这一先进的设计制造手段来解决电话手柄下壳成形技术中的一些难题，应用 模具分模，并进行模具设计缩短电话手柄下壳模具的制造周期。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 第 2 章 逆向工程中的测量技术 量方式 逆向工程所需 要的测量按其特性及应用，一般可分为两大类：接触式测量与非接触式测量两种，非接触式测量用于表面不规则的曲面测测量，而接触式用于规则的几何体的测量。 逆向工程所需要的测量按其特性及应用，一般可分为两大类：接触式测量与非接触式测量，表 2出它们的技术特点。 表 2接触式与接触式测量的比较表 测量方式 非接触式 接触式 测量精度 传感器 测量速度 前置作业 工件材料 测量死角 1071 光电接收器件 1000 /秒 需喷漆，无基准点 无限定 光学阴影处及光学焦距变化处 1 关器件 人工控制 设定坐标系统，校正基准面 硬质材料 工件内部不易测量 优势 面获取容易； 碎、不可接触 薄件、皮毛、变形细小等工作； 会伤害精密表面 特定几何 缺点 法判别特定的 几何形状； 光无法照到 的地方不易测量； 则测量的误差较大； 度慢； 面磨损，影响光滑度； 易补偿半径 , 精度难以保证； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 由上所述可知非接触式测量用于表面不规则的曲面测测量，而接触式用于规则的几何体的测量。由于本课题研究的是属于曲面形状零件的洋娃娃玩具外壳，经比较选用非接触式测量方式的激光测量。 非接触式测量一般是基于三角法测量原理，可分为点接触式、线接触式、面接触式三种。非接触式探头一般用于不规则曲面的测量，因不规则曲面 对于接触式探头的半径补偿相当不易，而且测量速度相当慢。 描设备及扫描软件界面介绍 扫描仪的主要组成部分有光栅投影系统、两个摄像头、三角架、标定板及连接电缆。图 扫描头的外观图。 图 描头外观 如图 户区被固定分成四个区域，其中第一象限是扫描点云显示区；第二象限是参考点管理区；第三象限是做摄像头图像显示区；第四象限是图像显示区。 状会影 响测量值 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 图 描软件控制主界面 3描仪能满足大多数扫描任务、能很便捷的携带、安装投入运行。其扫描类型有如表 2示三种： 表 2描类型 3标准型） 3迷你型） 3彩色标准型） 单幅扫描范围 （典型值） 400 30000 15000 300幅扫描点数 130万 130万 130 万 彩色 24描精度（ ） 作系统 P P P 扫描头重置 幅扫描时间输 5 秒 输出文件格式 （ 1） 正确连接好所有电缆插头，打开镜头投影盖； （ 2） 先启动计算机再启动扫描仪； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 （ 3） 运行 3击主菜单“初始化
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