文档介绍：毕业论文(设计)
题目:基于逆向工程的注塑模设计与制造
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专业: 模具设计与制造
班级: 08模具1班
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目录
基于逆向工程的注塑模设计与制造
摘要
引言
1 逆向工程的结构体系
数据采集
模型重建
2 塑料水壶模具的数字化设计与制造
数据处理
3 结论
参考文献
结束语
基于逆向工程的注塑模设计与制造
摘要:将逆向工程技术应用到塑料水壶模具的设计与制造中,通过采用PIX-30三坐标测量仪采集数据,利用UG软件进行数据处理、模型重建、模具设计及自动编程,从而实现注塑模的快速设计与制造。
关键词:逆向工程;UG;注塑模;快速设计;快速制造
引言
在塑料产品的开发过程中,几何造型技术已使用得相当广泛。但由于种种原因,模具企业从厂商接受的技术资料往往并非CAD的模型,而是由复杂的自由曲线曲面组成的实物样件,若采用传统的方法设计制造产品,生产周期长,成本高,无法应对瞬息万变的塑料品市场,而逆向工程(Reverse Engineering)为解决这一难题提供了便利。因此逆向工程作为一门新兴学科越来越受到人们的关注和重视。
传统的设计方法是以功能为基础,通过方案设计、图样设计及产品制造、装配,以获取产品实物作为最终目的,而逆向工程设计是针对现有工件,尤其是复杂不规则的自由曲面,利用3D数字化测量仪,准确、快速地测量出轮廓坐标值,并构建曲面,经编辑、修改后,转至一般的CAD/CAM系统,将原有的实物或影像转化为计算机上的三维数字化模型,C机床,制作所需模具,或者生成STL文件,用快速原型技术( RP) 将样品模型制作出来。
根据样品的三维数字化模型,可以反复修改模具型面,并自动生成NC加工程序,从而大大提高模具生产效率,降低模具制造成本。逆向工程技术在我国,特别是在注塑行业有着十分广阔的应用前景。
1 逆向工程的结构体系
目前逆向工程的工作流程如图1所示,主要由三部分组成:产品实物外形的数字化、CAD模型重建、产品或模具制造。逆向工程的关键技术是数据采集、数据处理和模型的重建。
图1 逆向工程的流程图
数据采集
数据采集是逆向工程的第一步,其方法正确与否直接影响实物的二维、三维几何数据,影响到重建的CAD实体模型的质量,并最终影响产品的质量。
逆向工程中的测量方法大体分为接触式与非接触式两类。目前,实现逆向工程的主要测量设备是坐标测量机和激光扫描仪。从测量方式来看,前者属于接触式测量,后者属于非接触式测量。一般来说,测量中进行数据采集的常用方法有以下几种。
随机采集法:使用坐标测量机对表面进行随机采集。通过响应表面构造来确定响应和多个收敛变量之间的关系。
 网格采集法:通过事先确定好的网格图,沿着网格路径测量表面网格接点值。这种方法非常适合于Bezier和B样条这样一些拟合曲面。
 Hamersley点法: Woo提出了一种使用Hamersley点来控制测量平均表面粗糙度的方法,用根均平方差比较测量结果,所需要的测量点与均匀分布的测量点相比,在数量上成平方减少的关系。
 故障函数法: Moloch提出的方法是利用一个故障函数来确定二维和三维测量位置。误差函数应预测所需要的测量点,这样就能够减少需要精确重构表面的点数。其缺点是故障函数难以确定,通常用表面曲率来作为故障函数。
随着计算机和CAD技术的迅速发展,以测量技术为基础、曲面重构技术为支撑的逆向工程在汽车工业的产品开发中得到了广泛的应用。逆向工程又称反求工程,主要包含2项内容:一是实物模型的数据采集;二是数字模型的建立。数据采集是逆向工程的首要环节,是反求建模的理论依据。采集数据的精度和速度直接影响产品的质量和开发效率等
。准确、快速、完备地获得产品的三维几何数据,是逆向工程的一项关键技术。数据采集技术随着逆向工程的广泛应用不断发展,从最初的接触式测量,发展到光学、磁学等非接触式测量,直到新近开发的组合测量等。如今用于数据采集的测量机种类繁多、测量精度、测量速度各不相同。因此,对于不同类型的实体及数据采集的不同阶段选用测量机都应做到有的放矢,合理利用资源,以利用最低成本实现最优目标点采集。
对于获取的一系列点云数据在进行CAD模型重建前,必须进行格式的转换、噪声滤除、平滑、对探测头半径补偿等处理。
逆向工程数据处理的关键是利用平滑滤波函数来减少数据量,剔除疵点,减少噪声,起平滑作用。对数据滤波,已有几种方法:程序判断滤波、N点平均滤波以及采用预测递推识辩与卡尔曼滤波相结合的自适应滤波算法等。这些方法在滤除干扰