陕西德仕汽车部件(集团)有限责任公司 陕西西安 710000
摘要:逆向工程技术的应用重点在于原始点云数据的收集、处理和表面构造,困难在于点云和表面的一致性。结合CAD技术,有利于获得原始的物理数字模型,并将其用作修改和改进的基础,这为模具设计和加工提供了更多便利,对设计行业的发展具有重要意义。在实际应用过程中,必须结合实际的设计制造要求进行综合技术的应用,通过多种现代化技术确保设计生产的精确性和效益性,为企业的发展打下良好的技术基础。本文就逆向工程技术及其在模具设计制造中的运用进行了分析和探讨。
关键词:逆向工程技术;模具设计制造;运用
1传统模具设计制造技术
以精密铸造生产的普通机床零件为制造工艺,属于传统模具制造的范畴。在传统的模具制造中,通常采用以下两种方法:一种是使用液压三维模具铣床制作比例模型,另一种是使用三维雕刻机制作比例模型。但是,这种制造方法存在许多空白,除了产品尺寸的精确性较差外,产品稳定性也较差,还需要大量的人力成本,这对企业的可持续发展造成极大阻碍。在这种情况下,无疑将给以后的数控加工和质量检验工作带来困难。由于实际的铸模在某种程度上也可以归纳为一种产品生产,因此不可避免地会有偏差和收缩,并且用这种模具生产的产品肯定会有一定的缺陷性。
2逆向工程技术的实施步骤
2.1采集点云数据
逆向设计中三维扫描技术是最基础的技术形式,通过三维扫描对原始点云数据进行提取,这也是逆向设计中最主要的手段和内容。逆行设计处理中主要的依据为原始点云数据。因此点云数据的真实性也会对逆向建模是否成功造成严重的影响。通过三维扫描获取的点云数据,在测量的过程中,可以采用接触以及非接触式两种方式。比如甲醇泵壳体的测量采用的为非接触式的测量方式,采用的仪器为EXASCAN手持式三维扫描仪,这种三维扫描仪的应用便捷,能够对汽车内饰进行扫描,同时采用影像与激光结合的方式,可以将测量的精度调到0.04毫米,分辨率达到0.05毫米。在扫描的过程中需要先进行显影剂喷涂,然后再进行扫描。
2.2处理点云数据
三维扫描技术中会获取大量的点云数据,而这些数据为三维坐标点。由于扫描设备的性能以及被测物体工作方式等方面的影响,使得测量数据的点数也不同,一般为几百点到几百万个点之间。通过三维激光扫描仪对产品外形坐标数据点进行分析,这些点呈散乱分布,导致边界以及尖锐角位置的数据测量不准确,进而产生数据误差。因此在逆向建模中需要注重云数据的处理。可以在CAD建模前,对相关数据进行预处理,包括对数据点的分割、重组以及数据点云的精减等。在点云的处理过程中,主要采用的为GeomagicStudio的处理方式,包括手动注册、噪点清除、边界优化等。在点云数据的处理过程中,需要通过大量的曲面和曲线特定进行网络模型建设,并形成初步的模型框架。同时将形成的模型,利用NURBS曲面拟合算的方式,生成封闭光滑的曲面,通过对这些曲面的延伸、拼接和剪裁等处理,保证曲面模型的光滑性和完整性。在进行文件保存时,需要采用IGS格式,这是一种三维软件的通用文件格式。因此在云数据处理中,必须要对点云数据进行删除,防止曲面模型存在乱码。
2.3实体建模
首先打开文件,可以采用UGNX打开,
并对Geomagic没有处理好的位置进行进一步的完善,同时通过获得的曲面进行实体切割,进而获得壳体形状与表面模型相符的模具,由于模具的壳体形状与原物体完全相同,因此可以用于之后产品的模型生产。
3制造模具与应用
3.1制造模具
通过逆向的工程技术进行模具的设计与制造处理可以提升效率,降低成本以及时间。综合CAD技术,联合应用逆向工程技术,利用UGNX进行压铸模型处理可以实现加工工艺优化,产生加工代码参数。
在CAD建模之后要转化模型圆形,利用快速制造技术进行处理,评估设计结果,检测各项功能参数。
快速成型技术具有快速精铸以及快速成型的特征,其主要方法如下:
3.1.1立体光固化
将光敏树脂作为主要加工材料,利用计算机控制紫外激光束,扫描零件轮廓特征,在光聚合作用之下实现液态数值薄层的固化。转移工作台将固化之后的树脂在液态树脂中浸泡,再次扫描,通过重复的操作直至完成原型制造,此种方式质量好,精度较高。
3.1.2分层物体制造法
复合材料与纸张是主要材料,在材料表面涂抹热熔胶,利用二氧化碳等高功率特征的光速零件对其进行轮廓的分层切割处理,有效压缩热压装置,此种方式成本低廉,应用广泛。
3.1.3选择性激光烧结技术
应用陶瓷、金属等材料作为主要原料,利用磙子作为辅助材料,在二氧化碳高功率激光束等通过零件的分层轮廓作为基础,扫描烧结零件边界位置,此种方式无需设计处理利用效率较高。
3.1.4熔化沉积造型
将金属等一些低熔点的物质作为主要材料,通过处理将材料拉成丝状物质,在喷头位置进行近加热处理,使其成为板流动的状态。加强对喷头的控制,将零件轮廓作为填充基础,在喷头挤压作用之下使得熔融材料形成基础层,此种方式具有良好的结合度,容易成型,但是此种模具精度不足。
3.2应用
3.2.1模具定性
为了提升模具质量,保障其符合规范的设计要求。在设计中就要综合具体状况进行调整优化,不断地修正设计内容。通过设计修正获得的模具信息会消除存在的各种问题,最终展示已经建模处理之后的信息数据。在模具定性中通过此种技术,利用数字化的功能则可以提升模具的完善性,增强合理性。
同时,在设计阶段其存在的问题也逐渐凸显,这样就会影响后期的效果。在实践中最为关键的就是优化制造技术,在设计中要降低生产成本,提升生产效率质量。
3.2.2工程技术以及仿真技术集合
逆行工程以及仿真技术的集合是进行模具的创新。设计制造人员综合两种技术手段,创新新型的模型,做好模具设计的创新,达到提升模具质量的目的。通过多次反复的实验可以实现创新发展。
3.2.3模具修复
整体上来说,模具修复并没有构建科学、完善以及合理的有效指导方式。尚未构建完善的公信力,缺乏信服的评判标准。对此,在此种状况之下要减少修复费用,降低修复成本;通过强化模具强度的方式,延长模具的使用寿命参数。逆向工程技术可以提升修复工作效率,这样不仅仅可以降低工作强度,有利于推动模具行业的持续发展。
3.2.4模具结构评估
模具质量评估分析可以检测分析其潜在的问题与参数,保障模具符合要求以及规范要求,进而提升模具制造质量。通过逆行基础进行评估分析,可以设计环节以及实际制造,保障各项工作高效开展。
结束语
逆向工程技术的应用重点就是加强对原始点云数据信息的收集、处理以及构建曲面结构,利用现代化的软件以及技术手段,便于数据模型的构建,将其作为基础进行不断地完善优化,可以提升模具设计加工质量,有利于行业建设发展。
参考文献:
[1]韩佳.逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用分析[J].科技风,2019(23):173.
[2]吴勇斌.模具设计制造中的逆向工程技术[J].设备管理与维修,2018(08):165-166.
[3]邓锐,吴俊超,黄坚.逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用初探[J].山东工业技术,2017(21):108.
[4]李波,向思颖.逆向工程技术在模具设计制造中的应用分析[J].西部皮革,2016,38(18):9.