簡(jiǎn)析機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中的逆向工程技術(shù)應(yīng)用

白楊++薄健

摘 要：機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用逆向工程技術(shù)主要是對(duì)零件產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行測(cè)量，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其涉及到多方面的學(xué)科以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，由于其不但能滿足不同客戶的個(gè)性化需要，還能輸出高效的數(shù)據(jù)格式，因而在機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中得到了廣泛的應(yīng)用?；诖?，本文闡述了機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造常用的技術(shù)，對(duì)機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中的逆向工程技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造；逆向工程技術(shù)；應(yīng)用；范圍

隨著技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步，各種先進(jìn)技術(shù)不斷被應(yīng)用到機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，提高了機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造水平及其模具質(zhì)量，而逆向工程技術(shù)是其中的技術(shù)措施之一，以下就機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中的逆向工程技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

一、機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造常用的技術(shù)分析

1、激光技術(shù)。激光技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用非常廣泛，在特殊模具以及快速成型模具加工中應(yīng)用效果很高，刻字、打孔、激光切割都可以用到激光技術(shù)，現(xiàn)階段激光加工技術(shù)處于起步階段，隨著技術(shù)的不斷成熟，激光技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)加工中的應(yīng)用將更加廣泛，從而能夠滿足一些形體結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜的機(jī)械模具的加工需求，進(jìn)一步控制加工成本，增加機(jī)械模具的經(jīng)濟(jì)效益，縮短加工生產(chǎn)周期。

2、CAD技術(shù)。CAD主要用于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者借助CAD，能夠在電腦上建議一個(gè)三維產(chǎn)品模型，并在這個(gè)三維產(chǎn)品模型基礎(chǔ)上，進(jìn)行持續(xù)設(shè)計(jì)優(yōu)化，獲得初步模具結(jié)構(gòu)模型，三維CAD造型軟件都提供了方便的設(shè)計(jì)平臺(tái)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)者提供非常逼真的可視化模型，編輯修改能力以及曲面造型能力都非常強(qiáng)大，能夠幫助設(shè)計(jì)者輕松表達(dá)自己的設(shè)計(jì)意圖，而且模型設(shè)計(jì)體積、質(zhì)量參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)都會(huì)自行計(jì)算并保存，也為后續(xù)模具分析工作打好了基礎(chǔ)。CAD技術(shù)同樣提供了機(jī)械模具設(shè)計(jì)的獨(dú)立模板，其中的分型面工具能夠自動(dòng)生成成型非常復(fù)雜的零件模型，該模板中還設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)、典型結(jié)構(gòu)，調(diào)用非常方便，進(jìn)一步縮短模具設(shè)計(jì)時(shí)間。

3、CAE。傳統(tǒng)機(jī)械模具制造都嚴(yán)重依賴設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和主觀直覺(jué)，模具設(shè)計(jì)工作需要反復(fù)修正與調(diào)試，導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)周期延長(zhǎng)。CAE技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)加工中的應(yīng)用則提高了機(jī)械設(shè)計(jì)的可重復(fù)性，使用CAE技術(shù)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行仿真模擬，能夠有效預(yù)測(cè)加工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，從而減輕試模負(fù)擔(dān)，充分考慮到了模具實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的各種突發(fā)情況，提高模具制造的參考價(jià)值。

4、逆向工程技術(shù)。逆向工程技術(shù)集中了工程學(xué)、材料學(xué)、計(jì)量學(xué)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論等多項(xiàng)技術(shù)，該技術(shù)不僅能夠測(cè)量零件產(chǎn)品實(shí)物，還能夠處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)。一般在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，如果缺失設(shè)計(jì)圖紙與CAD模型，就會(huì)用到逆向工程技術(shù)。該技術(shù)是為了現(xiàn)代產(chǎn)品研發(fā)需要，其可以滿足不同客戶需求，高效輸出多數(shù)據(jù)格式。例如，高效輸出模具加工和快速模型制作的多數(shù)據(jù)格式，增強(qiáng)新型產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性，推動(dòng)機(jī)械模具設(shè)計(jì)質(zhì)量提高，也更好滿足人們對(duì)模具產(chǎn)品需要。

二、機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中逆向工程技術(shù)主要的應(yīng)用范圍

機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中逆向工程技術(shù)應(yīng)用的范圍主要包括：（1）模具定型。機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造的目的是提高模具質(zhì)量，獲得合格產(chǎn)品。設(shè)計(jì)中不可避免需要進(jìn)行適當(dāng)修改，而在修改中可以應(yīng)用逆向工程技術(shù)，其CAD重建功能、表面數(shù)字化在其中有著較為廣泛的應(yīng)用空間。根據(jù)設(shè)計(jì)工作需要，對(duì)其進(jìn)行合理利用，修改和變更模型，促進(jìn)模具的最終定型。（2）模具制造。在制造過(guò)程中，根據(jù)數(shù)字化點(diǎn)云構(gòu)造數(shù)字模型，然后生成具體模型，滿足設(shè)計(jì)工作需要。并分析和處理制造工藝，對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)與歸納，分析總結(jié)詳細(xì)的機(jī)械模具設(shè)計(jì)方案。從而更為有效的指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作，形成完善機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造方案，對(duì)具體工作發(fā)揮有效的指導(dǎo)作用。（3）模具修復(fù)。一般在模具修復(fù)中應(yīng)用的方式是激光焊接、熱處理、刷焊、數(shù)據(jù)加工等。盡管能夠取得一定的效果，但缺乏科學(xué)的方法和有效的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，模具修復(fù)不完美，影響修復(fù)效果提升。而應(yīng)用逆向工程技術(shù)能夠改變這種情況，降低修復(fù)成本，提高修復(fù)效果，增強(qiáng)模具品質(zhì)，有利于確保模具質(zhì)量。（4）模具創(chuàng)新。逆向工程技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用本身就是創(chuàng)新，是先進(jìn)技術(shù)在模具的具體應(yīng)用。設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，工作人員根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求，合理引入逆向工程技術(shù)和仿真模擬技術(shù)，融入自己的思想，進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新，從而提高產(chǎn)品層次，確保產(chǎn)品質(zhì)量。促進(jìn)機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造水平提高，提高模具在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

三、機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中逆向工程技術(shù)的應(yīng)用分析

機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中逆向工程技術(shù)的應(yīng)用具體表現(xiàn)為：（1）三維數(shù)據(jù)采集。在激光技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)下，有效降低系統(tǒng)誤差，也促進(jìn)了逆向工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。掃描中應(yīng)用激光超強(qiáng)定性特性，將非接觸式測(cè)量方法應(yīng)用到逆向工程技術(shù)中?？梢匀轿?、多角度對(duì)零件掃描，更為準(zhǔn)確和全面的把握模具的基本情況，并能夠確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而更為有效的指導(dǎo)機(jī)械模具設(shè)計(jì)和制造，促進(jìn)設(shè)計(jì)制造水平提高。（2）軟件集成。應(yīng)用逆向工程技術(shù)時(shí)，為促進(jìn)該技術(shù)更好的發(fā)揮作用，要選擇合適的集成軟件系統(tǒng)，滿足機(jī)械模具設(shè)計(jì)和制造需要。首先輸入與處理數(shù)字化點(diǎn)，重點(diǎn)是對(duì)發(fā)生變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。然后構(gòu)造模型特征，劃分二次曲面區(qū)域。接下來(lái)確立實(shí)物三維模型，應(yīng)用云測(cè)試的零件，生成實(shí)物模型。最后進(jìn)行模具制造，根據(jù)具體需要采取相應(yīng)措施進(jìn)行優(yōu)化處理，從而促進(jìn)設(shè)計(jì)和制造水平提高。（3）零件幾何建模。該項(xiàng)工作是整個(gè)應(yīng)用中最為關(guān)鍵和核心的內(nèi)容，直接影響制造設(shè)計(jì)水平的提高。建模最為主要的工作是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，獲取需要輸入的數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用掃描的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，初步完成機(jī)械模具設(shè)計(jì)和制造。常用的建模方法是：根據(jù)原形特征，將測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)分成不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域擬合一個(gè)曲面，應(yīng)用曲面過(guò)渡法、求交法，對(duì)不同的曲面進(jìn)行有效連接，從而使產(chǎn)品形成一個(gè)相互連接的整體，從而完成建模工作。為提高質(zhì)量，需要增強(qiáng)模型曲面、連接處的光滑程度，并對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)修改和復(fù)制，得到需要模型，提高設(shè)計(jì)水平。（4）模型檢測(cè)。建模和零件加工完成之后，為了促進(jìn)模型質(zhì)量提高，必須采取有效措施進(jìn)行檢測(cè)，從而確保模型質(zhì)量，促進(jìn)設(shè)計(jì)水平提高。檢測(cè)中，先掃描和測(cè)量零件，然后用逆向工程技術(shù)構(gòu)建CAD模型，再與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。通過(guò)比較分析從而掌握模型具體情況，并排除誤差，促進(jìn)模型精度提高，更好滿足實(shí)際工作需要。（5）注意事項(xiàng)。為確保機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造效果提升，在應(yīng)用逆向工程技術(shù)時(shí)，需要注意以下問(wèn)題。嚴(yán)格按照操作流程進(jìn)行，確保每個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量合格，做好模型設(shè)計(jì)制造各項(xiàng)工作，對(duì)存在的問(wèn)題及時(shí)處理和應(yīng)對(duì)。提高操作人員素質(zhì)，由于建模主要依靠人工完成，不可避免會(huì)存在相應(yīng)的誤差。因而必須對(duì)此改進(jìn)，提高工作人員水平，從而提高設(shè)計(jì)集約化程度，確保模具精度，更好為機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造服務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，逆向工程技術(shù)的應(yīng)用可以滿足機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造工作需要，因此在機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造實(shí)際工作，需要嚴(yán)格按照流程進(jìn)行操作，做好每個(gè)階段質(zhì)量控制工作，使其在機(jī)械模具設(shè)計(jì)制造中得到更好應(yīng)用。

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