農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中逆向工程技術(shù)的應(yīng)用

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[摘要]逆向工程技術(shù)是近年來逐漸發(fā)展起來的先進(jìn)技術(shù)，它的出現(xiàn)給農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。本文首先介紹了逆向工程技術(shù)，然后闡述了逆向工程在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]逆向工程農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用

引言

隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程的逐步深入推進(jìn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械正逐步向大型化、自動化、精密化發(fā)展，這對農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)提出了更高的技術(shù)要求。另一方面，多樣化的用戶需求、激烈的市場競爭和國外先進(jìn)理念的引入也迫使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)調(diào)整研發(fā)模式。因此，在保正質(zhì)量達(dá)到客戶要求的情況下盡可能的縮短研發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本就成了農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要課題。逆向工程技術(shù)的出現(xiàn)，為解決以上問題提供了一個新的思路。

1逆向工程簡介

正向工程是人們比較熟悉和習(xí)慣的一種方式，他的基本過程為，設(shè)計(jì)者先進(jìn)行市場調(diào)查，得到研發(fā)產(chǎn)品的基本構(gòu)思，借助CAD設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的3D模型，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)經(jīng)由數(shù)控機(jī)床產(chǎn)出產(chǎn)品。然而在許多實(shí)際問題中，我們面對的是一個物品的模型而不是已知的圖紙或者數(shù)據(jù)模型，這種情況下，需要使用一些方法將實(shí)物轉(zhuǎn)化成三維數(shù)據(jù)模型，這種從實(shí)物獲得產(chǎn)品的三維模型，進(jìn)而使用三維模型開發(fā)生產(chǎn)的方式就是逆向工程（RE,Re-verseEngineering)。逆向工程是通過一定的測量手段對實(shí)物或模型進(jìn)行測量，根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)，采用三維建模方法，重構(gòu)實(shí)物的CAD模型的過程。研究逆向工程，目的是通過對已存的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)、材料、工藝裝配等各個方面進(jìn)行分析研究，研制出與原型形相似，但結(jié)構(gòu)、性能等方面更為先進(jìn)的產(chǎn)品。應(yīng)用逆向工程的基本過程如下：

2逆向工程在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1逆向工程在農(nóng)業(yè)機(jī)械模具生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)代化逐步推進(jìn)，模具在農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用也日漸普遍。逆向工程以其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，契合了模具本身的特點(diǎn)，故而在農(nóng)業(yè)機(jī)械模具的設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。逆向工程在模具生產(chǎn)中的一個重要應(yīng)用是輔助完成模具的修改定型。模具CAD模型確立后，并不意味著模具設(shè)計(jì)的完結(jié)，而在在模具實(shí)際生產(chǎn)前，設(shè)計(jì)人員往往需要反復(fù)對模具進(jìn)行型面的修改，而這些修改均不能現(xiàn)在原始CAD模型上，即不能直接獲得最終的CAD模型，導(dǎo)致模具的設(shè)計(jì)成本增高和生產(chǎn)周期變長。應(yīng)用逆向工程技術(shù)，可以對已經(jīng)修改的模具進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描，然后進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和曲面重構(gòu)，輸出最終的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生產(chǎn)，從而縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。逆向工程的另一個重要應(yīng)用領(lǐng)域是修復(fù)損壞或者磨損模具。大型農(nóng)業(yè)機(jī)械的大型覆蓋件模具是農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)的普遍和關(guān)鍵性工藝裝備。然而，由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型面較多，形位精度和表面粗糙度要求較高，導(dǎo)致模具生產(chǎn)成本較高。一旦發(fā)生損壞或者磨損，損失巨大。而傳統(tǒng)的修復(fù)磨具方法由于缺少可靠的參照標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)常導(dǎo)致修復(fù)失敗甚至模具徹底報廢。逆向工程技術(shù)的引入，可以快速獲得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，對修復(fù)后模型的強(qiáng)度、剛度等力學(xué)性能進(jìn)行評價，提出進(jìn)一步改進(jìn)方案。如今，逆向工程技術(shù)已經(jīng)廣泛使用于模具修復(fù)領(lǐng)域，提高了模具修復(fù)效率，延長了模具使用時間，降低了生產(chǎn)成本。

2.2逆向工程在農(nóng)業(yè)機(jī)械二次創(chuàng)新中的應(yīng)用

與發(fā)達(dá)國家相比，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平仍處于農(nóng)業(yè)機(jī)械化中級階段的起步階段，制約農(nóng)業(yè)機(jī)械化的一個重要原因就是農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)水平的差距。引進(jìn)吸收新技術(shù)就是快速填補(bǔ)技術(shù)空白，彌補(bǔ)技術(shù)缺陷的重要手段。然而由于技術(shù)封鎖等原因，往往無法得到機(jī)械的原圖紙和三維模型數(shù)據(jù)，這時逆向工程技術(shù)就可以發(fā)揮重要的作用。首先，需要將獲得的產(chǎn)品拆分；然后將每一個核心部進(jìn)行三維掃描，數(shù)據(jù)處理，得到最終的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意義的“復(fù)制粘貼”，是在理解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想，技術(shù)理念的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次創(chuàng)新，這一點(diǎn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中尤為重要。逆向工程只是一種手段，需要我們的設(shè)計(jì)人員在充分理解國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出適合我國土壤成分、地質(zhì)地形、工作環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀的農(nóng)業(yè)機(jī)械。

3總結(jié)

如今逆向工程技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域,其在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也正在廣泛的被工程技術(shù)人員關(guān)注。逆向工程技術(shù)可以輔助農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)，減少生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，因而在農(nóng)業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中有良好的理論研究和實(shí)際應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]金濤，童水光等著.逆向工程技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003;

[2]陳靜媛.模具行業(yè)設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2007;[3]張軍強(qiáng)，饒錫新，樊麗萍.基于逆向工程的模具修復(fù)研究及應(yīng)用[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2011.

作者:馮驥強(qiáng) 單位:黑龍江省畜牧機(jī)械化研究所黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)