逆向工程技术在模具中的应用.doc

_逆向工程精品资料逆向工程在模具设计中的运用在现代工业生产中，(60-90)的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础。由于有的时候商家给我们设计者的仅仅是一个产品要我们完成模具到产品的整个设计流程.如果产品的形状很复杂,而且又主要由曲面构成,这时用传统的方法去分析设计模具会存在很大的困难,此时逆向工程技术在这样的模具设计制造中得到了广泛的应用。逆向工程技术在模具设计制造中的应用主要包含根据实物样件制造模,模具的修改定型,以样本模具为对象的消化吸收,损坏或磨损模具的还原,回弹检测与质量控制。逆向工程技术是基于实物测量进行反求建模，再结合CAD/CAE/CAM技术实现实物样件的快速建模、分析与制造，其应用前景已经为工程技术人员所关注，在模具行业中体现出了重要的应用价值。但目前，虽然商用的逆向工程软件类型很多，但是在实际设计中，专门的逆向工程设计软件还存在着较大的局限性，在机械设计领域中，集中表现为软件智能化低；建模过程主要依靠人工干预，设计精度不够高；集成化程度低等问题。在具体工程设计中，般采用几种软件配套使用、取长补短的方式。为此，在实际建模过程中，建模人员往往采用“正向+逆向”的建模模式，即：在正向CAD软件的基础上，配备专用的逆向造型软件，如Imageware、Geomagic等。在逆向软件中先构建出模型的特征线，而后把这些线导入到正向CAD系统中，由正向CAD系统来完成曲面的重建。传统汽车覆盖件模具的设计制造方法 对于自行设计研制的车型来说，覆盖件是雕塑师手工制作的产品，这样的样件不可避免地存在缺陷。有时，也会利用覆盖件样件直接进行仿形加工。而仿形则会将样件上的缺陷全部复制到模具上，其最终产品也继承了样件的全部缺点，造成覆盖件外观光顺性差、准确度低、协调性差。另外传统的模具制造方法手工修模量大，间隙不均匀，需反复修模试模，质量不稳定，加工周期长。如果采用数控设备加工模具，为检验数控刀轨的正确性，还要进行蜡模试切。传统方法致命弱点是生成的模具型腔不具备修改性及重新设计的能力。基于CAD/CAM系统的设计制造方法 采用CAD/CAM一体化技术是模具设计制造的要求，可以有效地改善传统方法的不足，由CAD建立的产品模型可以直接生成数控指令，通过DNC接口实现与机床间的数据通讯，使生产中原来用外形模拟传递改变为用数据量传递，使设计与制造环节直接沟通。而且可以在CAD系统中进行外观分析、产品装配、检查配合部件的干涉，对数控加工过程进行仿真，检查加工过程和干涉，实现产品的设计和修改。因此，可以大大降低手工劳动量，缩短新产品研制周期，显著提高产品质量。 将CAD/CAM技术应用于LZ6460乘用车顶盖模具的制造，其制造依据是数学模型，因此得到的制件产品外观光顺、美观、对称、配合轮廓线准确度高，协调性好，修改方便.1逆向工程在汽车覆盖件汽车前围板模具设计中的运用）首先对前围板进行数字扫描,前围板是带有自由曲面的异形件,测量的关键是自由曲面的测量.在实际测量中采用了德国GOM公司的ATOS光学扫描仪对前围板进行测量,在测量的时候为了得到准确的产品边界,我们多测量了与前围板相连的两个侧板,这样为后面的CAD模型重建提供了参考.）前围板CAD模型重构,前围板CAD重建的关键在于曲面重构以及周围平面.孔特征的结合.在设计时我们首先对所获得的数据点进行处理,去噪,剔除杂点,数据插补.数据平滑等处理接着对数据进行分割,把属于同一类型的数据划分到同一区域。对划分的区域选取特征截面。建立特征曲线。建立特征曲线网格，再对网格进行光顺，最后曲线拟合曲面。下图为使用软件进行曲面重构的图形。 3）前围板的拉延模设计，覆盖件拉延模具的设计关键在于冲压方向的确定，工艺补充面的选择，压料面的设计，拉深颈的设计。其中工艺补充面分布在零件的四周，在成型后一般作为废料予以切除，它的存在能改善材料成型时的流动，直接关系到成型的好坏，而拉延浸则可以改善材料受力状况。通过对前围板的CAD结构的分析，我们发现成型时容易出现问题的位置在两个悬臂的圆角和后侧的突起部分。通过运用AUTOFORM软件的分析，我们发现圆角的R值加大0.5mm即可改变圆角的拉裂状况，而在后侧突起部分可以通过成型模拟结果找到材料流入的最佳状态。通过CAE分析，我们可以找到最合理的工艺补充面设计和拉延筋的位置，具体设计如下图所示 2螺旋桨片基于逆向工程的快速模具设计与制造） 采集数据，使用三坐标测量仪扫描测量，得到点云数集。首先将桨叶固定在扫描平台上，调整扫描探头的扫描区域，使扫描区域正好包含桨叶的最大尺寸。然后进行自动测量，测量中点与点间距及扫描线与扫描线间距均可自由设置。测量数据以格式保存，便于以后用于反求软件COPYCAD打开。） 数据处理，数据处理是逆向工程关键的一步，其处理效果将直接影响后期模型重构的质量。本设计采用最简洁的方法，即通过人机交互判别明显坏点，然后将坏点噪点去除，接着对曲面的特征点，特征线进行判断，以获得满意的曲线，并进行光顺处理，为下一步曲面重构做好准备。将测量的数据用反求软件打开，然后经过处理将数据点产生扫描线。 然后对模型进行三角化处理，设定参数，使桨叶模型产生特征构造线，对其进行表面分割，分别进行曲面拟合，然后将所建立的线框模型以CAD系统通用格式IGES输出） 三维建模，在中重构曲面，利用之前构造的线框模型，建立光滑曲面最后利用曲面生成实体）利用进行模具构造，完成型芯和型腔的模型 ）加工出模具零件，再利用模具加工产品 结论 逆向工程在现代模具设计和制造中有着不可替代的优势，尤其是针对有复杂曲面构型的零件或是只有零件的情况下，通过逆向工程的方法得到模具再将得到的模具用于加工产品，这样不仅大大缩短了制造时间，也提高了效率，降低了生成成本参考文献：1金涛，童水光逆向工程技术M北京：机械工业出版社，2003.2 许智钦，孙长库3D 逆向工程技术M北京：中国计量出版社，2002. 3 濮良贵，纪名刚机械设计M北京：高等教育出版社，1996. 4 黄诚驹，李鄂琴，禹诚逆向工程项目式实训教程M北京：电子工业出版社，2004. 5 王霄逆向工程技术及其应用M北京：化学工业出版社，2004. 6 姜涛反求工程中融合特征捕捉的光学三维测量方法研究及系统开发D上海：上海交通大学，2005. 7 柯映