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摘要:本文主要對逆向工程技術(shù)進(jìn)行分析,并對其在模具設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述,具體分析三維激光掃描儀以及逆向軟件的云數(shù)據(jù)處理等方面的問題。驗(yàn)證逆行工程技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:逆向工程技術(shù);模具設(shè)計(jì)制造;應(yīng)用
一、逆向工程技術(shù)的實(shí)施步驟
(一)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)
逆向設(shè)計(jì)中三維掃描技術(shù)是最基礎(chǔ)的技術(shù)形式,通過三維掃描對原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行提取,這也是逆向設(shè)計(jì)中最主要的手段和內(nèi)容。逆行設(shè)計(jì)處理中主要的依據(jù)為原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)。因此點(diǎn)云數(shù)據(jù)的真實(shí)性也會對逆向建模是否成功造成嚴(yán)重的影響。通過三維掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù),在測量的過程中,可以采用接觸以及非接觸式兩種方式。比如甲醇泵殼體的測量采用的為非接觸式的測量方式,采用的儀器為EXASCAN手持式三維掃描儀,這種三維掃描儀的應(yīng)用便捷,能夠?qū)ζ噧?nèi)飾進(jìn)行掃描,同時采用影像與激光結(jié)合的方式,可以將測量的精度調(diào)到0.04毫米,分辨率達(dá)到0.05毫米。在掃描的過程中需要先進(jìn)行顯影劑噴涂,然后再進(jìn)行掃描。
(二)處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)
三維掃描技術(shù)中會獲取大量的點(diǎn)云數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)為三維坐標(biāo)點(diǎn)。由于掃描設(shè)備的性能以及被測物體工作方式等方面的影響,使得測量數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)也不同,一般為幾百點(diǎn)到幾百萬個點(diǎn)之間。通過三維激光掃描儀對產(chǎn)品外形坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分析,這些點(diǎn)呈散亂分布,導(dǎo)致邊界以及尖銳角位置的數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確,進(jìn)而產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差。因此在逆向建模中需要注重云數(shù)據(jù)的處理??梢栽贑AD建模前,對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,包括對數(shù)據(jù)點(diǎn)的分割、重組以及數(shù)據(jù)點(diǎn)云的精減等。在點(diǎn)云的處理過程中,主要采用的為GeomagicStudio的處理方式,包括手動注冊、噪點(diǎn)清除、邊界優(yōu)化等。在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理過程中,需要通過大量的曲面和曲線特定進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模型建設(shè),并形成初步的模型框架。同時將形成的模型,利用NURBS曲面擬合算的方式,生成封閉光滑的曲面,通過對這些曲面的延伸、拼接和剪裁等處理,保證曲面模型的光滑性和完整性。在進(jìn)行文件保存時,需要采用IGS格式,這是一種三維軟件的通用文件格式。因此在云數(shù)據(jù)處理中,必須要對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除,防止曲面模型存在亂碼。
(三)實(shí)體建模
首先打開文件,可以采用UGNX打開,并對Geomagic沒有處理好的位置進(jìn)行進(jìn)一步的完善,同時通過獲得的曲面進(jìn)行實(shí)體切割,進(jìn)而獲得殼體形狀與表面模型相符的模具,由于模具的殼體形狀與原物體完全相同,因此可以用于之后產(chǎn)品的模型生產(chǎn)。
二、模具制造
在模具的設(shè)計(jì)和制造中,通過逆向工程技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效降低模具設(shè)計(jì)以及制造的時間,降低模具的設(shè)計(jì)和制造成本,提升模具的加工質(zhì)量以及模具的利用效率。逆向工程技術(shù)需要與CAD進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用,通過UGNX的壓鑄模型,完成數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì),并生成加工代碼。完成實(shí)體CAD建模后,需要通過快速制造技術(shù)的應(yīng)用轉(zhuǎn)化虛擬數(shù)字模型的原型,進(jìn)而對設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行評估,同時加強(qiáng)功能檢測,進(jìn)而加強(qiáng)對模型制造產(chǎn)品的研發(fā)。在快速制造技術(shù)的應(yīng)用中,銑床加工轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過50000轉(zhuǎn)每分鐘,快速成型技術(shù)的基礎(chǔ)為快速工裝模具,快速精鑄以及快速成型技術(shù)??焖俪尚图夹g(shù)是一個新概念,具體的方法如下:
(一)立體光固化
具體指的是以光敏樹酯為主要的加工原料,并通過計(jì)算機(jī)對紫外激光束進(jìn)行控制,通過對零件各層輪廓的掃描,使液態(tài)樹脂薄層由于光聚合反應(yīng)而固化。并通過對工作臺的移動,將已經(jīng)固化的樹脂浸入到液態(tài)的樹脂,再進(jìn)行掃描,直到新層也在固化層上進(jìn)行粘結(jié)。通過反復(fù)的操作,直到整個原型的制造完成。這種方式制造的原型質(zhì)量好、精度高。
(二)分層物體制造法
主要采用的材料為復(fù)合材料以及紙張,這些材料需要單面涂有熱熔膠,同時通過對二氧化碳高功率光速零件分層輪廓的切割,使層間的熱壓裝置進(jìn)行有效的粘合,這種材料的制作方式成本低,同時材料的來源比較廣泛。
(三)選擇性激光燒結(jié)
選擇的材料為陶瓷、金屬、塑料等材料,通過磙子進(jìn)行鋪粉,同時利用二氧化碳高功率的激光束以零件的分層輪廓為基礎(chǔ),對零件的邊界進(jìn)行掃描燒結(jié)。這種方式不需要設(shè)計(jì),同時材料的利用率比較高。
(四)熔化沉積造型法
主要采用的原材料為蠟、金屬等熔點(diǎn)比較低的物質(zhì),需要將這些材料拉成絲狀,然后在噴頭的位置進(jìn)行加熱,使其呈半流動狀態(tài)。同時對噴頭進(jìn)行控制,將零件的輪廓作為填充運(yùn)動的基礎(chǔ),通過噴頭的擠壓使熔融的材料形成基礎(chǔ)層,這種方式的結(jié)合度比較好,同時容易成型,但是也存在一定的不足,這種方式形成的模具過于粗糙,精度低。
三、結(jié)語
綜上所述,逆向工程技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)在于對原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的收集、處理和曲面構(gòu)建,其中存在的難點(diǎn)為點(diǎn)云與曲面的吻合度。通過與CAD技術(shù)的結(jié)合,有利于獲取原實(shí)物的數(shù)字模型,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行修改和完善,為模具的設(shè)計(jì)和加工帶來更大的便利,對模具設(shè)計(jì)和加工行業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。
參考文獻(xiàn):
[1]鄧銳,吳俊超,黃堅(jiān).逆向工程技術(shù)及其在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用初探[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(21):108.
[2]李波,向思穎.逆向工程技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用分析[J].西部皮革,2016,38(18):9.
[3]王勁鋒.模具設(shè)計(jì)制造中逆向工程技術(shù)應(yīng)用分析[J].硅谷,2013,6(04):20+163.
[4]成思源,張湘?zhèn)?,黃曼慧.逆向工程技術(shù)及其在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2009(06):233-235.
作者:韓佳 單位:陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院