簡析模具設(shè)計制造中逆向工程技術(shù)的應(yīng)用

劉紅春

【摘 要】近幾年來，在我國經(jīng)濟的快速發(fā)展的推動下，我國制造業(yè)水平的也在不斷的提高。逆向工程技術(shù)作為模具設(shè)計制造中的一項重要應(yīng)用，已經(jīng)成為當代一種前沿的工業(yè)制造技術(shù)，而且在不斷的更新發(fā)展中。通過對一系列的CAD軟件的有效運用，快速完成產(chǎn)品模具的制造和設(shè)計，在縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期的同時，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，促進制造業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】模具設(shè)計制造；逆向工程；產(chǎn)品模具；應(yīng)用

逆向工程技術(shù)是一種能夠?qū)ο冗M技術(shù)進行快速消化吸收，從而縮短產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計周期的重要技術(shù)，該技術(shù)主要將原始的物理模型通過轉(zhuǎn)化變?yōu)楣こ谈拍罨蛘咴O(shè)計模型，這樣能夠顯著提高我國工業(yè)產(chǎn)品的自動化制造程度、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計周期、降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。通過逆向工程，對提高模具產(chǎn)品的制造水平、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品的市場競爭力具有重要意義。本文對模具設(shè)計制造過程中的逆向工程技術(shù)的應(yīng)用進行了總結(jié)。

1.逆向工程簡介

逆向工程是一個綜合性非常強的專業(yè)制造技術(shù)，集中了生產(chǎn)工程學(xué)、材料科學(xué)、計量學(xué)和現(xiàn)代設(shè)計理論等多種現(xiàn)代化技術(shù)。逆向工程也叫做反向工程、反求工程或者測量造型，主要被應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計圖紙或模型遺失的情況下，它以對零件產(chǎn)品的重新測量和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)，不僅能夠完成模具的設(shè)計制造，同時還能夠提高對產(chǎn)品的認識，從而進行創(chuàng)新和再次研發(fā)。因此，逆向工程技術(shù)能夠支持客戶的各種用途，其模具加工和快速模型技術(shù)能夠高效地輸出，這從根本上提高了新型產(chǎn)品對市場需求速度的適應(yīng)力。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計方法首先需要對產(chǎn)品的市場進行調(diào)研，然后根據(jù)產(chǎn)品的特性進行相關(guān)的理念設(shè)計、效果圖繪制，然后經(jīng)過專業(yè)人士的綜合評價后，應(yīng)用CAD軟件對產(chǎn)品的三維模型進行設(shè)計，在經(jīng)過一些標準測試后就可以進行產(chǎn)品的制造。這種方式的缺點就是生產(chǎn)周期長，這也相應(yīng)加大了市場風險。相對而言，逆向工程技術(shù)首先通過實物模型進行測量，再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對產(chǎn)品CAD模型進行構(gòu)建，然后將設(shè)計應(yīng)用到產(chǎn)品的制作中去，從而可以有效提高產(chǎn)品的制造能力，這就大大縮短了研發(fā)周期，彌補了正向工程制造技術(shù)的不足。目前，逆向工程技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到玩具、車船、家電、飛機和人造皮革等多個與模具相關(guān)的領(lǐng)域行業(yè)。另外，隨著我國醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逆向工程技術(shù)也在美容、人工骨骼等多個方面得到了推廣。

2.模具設(shè)計過程中的逆向工程技術(shù)應(yīng)用

目前，逆向工程設(shè)計在模具設(shè)計領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展。工藝設(shè)計時首先通過精密儀器對實物進行掃描，并將數(shù)據(jù)傳遞到計算機上以生成模型，然后經(jīng)過專業(yè)人員的簡單修改后就可以生成進行數(shù)控加工的NC程序，這樣與加工中心的通訊相互配合，就能夠快速制造出簡易的模具來。其中，主要應(yīng)用了數(shù)字化掃描、產(chǎn)品建模和數(shù)控加工三項技術(shù)。

2.1數(shù)字化掃描

掃描就是使用模擬式或非接觸式激光掃描側(cè)頭對模型表面進行連續(xù)掃描，以采集模型的表面坐標值等數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)存入計算機。該流程是最關(guān)鍵的步驟之一，由于逆向工程是一個推理過程，任何誤差都會在推理過程中被放大，所以，掃描采集的數(shù)據(jù)準確性關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這為提高采集數(shù)據(jù)的精確度創(chuàng)造了條件。數(shù)字化掃描過程一定要仔細謹慎，不能急于求成，具體操作過程中可以進行多次采集，對比選擇最優(yōu)結(jié)果。

2.2產(chǎn)品建模

產(chǎn)品建模就是根據(jù)掃描的數(shù)據(jù)和計算機輔助設(shè)計技術(shù)，快速制作出零件CAD模型，該階段完成了零件的初步模型設(shè)計。由于CAD模型在設(shè)計時含有一些復(fù)雜型面，這時只使用一張曲面對數(shù)據(jù)點進行模擬是不行的，該方法過于簡單，無法達到預(yù)期的效果。因此，常見的做法是，首先依據(jù)原形特征將測量數(shù)據(jù)點分成不同區(qū)域，每個區(qū)域擬合一個曲面，然后使用曲面過渡和求交法將不同曲面進行連接，進而形成一個整體。產(chǎn)品建模階段除了要求設(shè)計人員經(jīng)驗豐富外，還需要一些必要的軟件，這些軟件能夠顯著減小工作量，節(jié)省工作時間。

2.3數(shù)控加工

數(shù)控機床要根據(jù)零件的加工內(nèi)容量和設(shè)備來決定工序的分散集中程度，并要遵循先粗后精的工藝源，進行校形或消除殘余應(yīng)力，并在精加工過程中對誤差進行修正。最后，為了消除重復(fù)定位誤差影響，需要提高孔系的同軸度，然后再加工其它坐標位置的孔。

3.結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和制造業(yè)水平的不斷提高，中國制造產(chǎn)品在國際市場中逐漸推廣起來。近幾年來，逆向工程技術(shù)已經(jīng)成為前沿的工業(yè)制造技術(shù)，發(fā)展和熟練掌握這種技術(shù)對促進我國制造業(yè)額進一步發(fā)展具有重要的意義。從目前來看，對逆向工程技術(shù)的應(yīng)用還不是十分完善，仍然缺乏重要的技術(shù)指導(dǎo)和軟件支持。但是，逆向工程在模具制造業(yè)的應(yīng)用空間還行業(yè)中得到更大的發(fā)展。