基于逆向工程的注塑产品开发

作者：朱昱 黄明宇

欢迎访问e展厅 展厅 6 三坐标测量机展厅 三坐标测量机, 关节臂测量机, 逆向工程/测量机软件, ... 摘要：传统的产品开发过程周期长，开发费用高。采用逆向工程，大大提高了产品质量，缩短了开发周期，同时也降低了成本。文章介绍了逆向工程的一般流程，并基于这种开发模式，完成了风扇的设计和生产。 关键词：逆向工程；塑料模；产品开发 传统的工业产品开发都遵循严谨的研发程序，从功能的确认与规格的制定开始，来构思产品的零部件需求，再由各个组件的设计、制造以及检验零部件组装、检验全机组装、性能测试等程序来完成。这种开发的模式即为顺向工程(ForwardEngineering)[1]，如图1所示。 逆向工程(ReverseEngineering)通常以专案方式执行某一模型的仿制工作。往往一件仿制的产品没有原始设计图文件，而是委托单位交付一件样品或模型，由制作单位复制出来。传统的复制方法是用立体雕刻机或靠模铣床制作出1：1等比例的模具，再进行批量生产。这种模拟式(Analogtype)的复制方式无法建立标注有工件尺寸的图文件，也无法做任何外形修改，因此已渐渐为新型字化的逆向工程系统所取代。 1逆向工程开发流程 目前所称的逆向工程是针对一现有工件(样品或模型)，利用3D数字化测量仪器准确、快速地量取工件的表面点数据或轮廊线条，传至CAD/CAM系统，以创建曲面或实体模型，经编辑、修改后，由CAM系统所生成的NC加工刀具路径传送到NC加工机床，制作所需模具，或者由CAD系统所生成的STL文件传送至快速成型机(RapidPrototypingMachine)，将样品模型制作出来，总体流程如图2所示。 2数据点的获得 数据通过专门的坐标测量设备(CMM)获得，根据测量原理的不同，CMM可分为接触式测量和非接触式测量[2]，其基本过程是： (1)把工件安装到设备的测量平台上； (2)采用相对运动的方法对工件进行扫描，一般有平行式扫描和旋转式扫描两种。扫描的行距和第一行扫描中扫描点的间距可以控制。扫描的结果是获得了曲面上的大量的点的坐标，俗称为“点云”； (3)对点云进行处理，去除坏点。 3造型 根据造型方法分析，从点云中选择曲面造型所需要的点，构造曲面框架。通过一系列拉伸、旋转、扫描、混和等曲面构成方式及融合、剪裁等操作生成零件的曲面模型，并进而生成实体模型。图3为根据测量数据所构成的风扇叶片截面。 4模具设计 由风扇的实体模型，设置收缩率及脱模斜度[3]，利用参数化设计软件的便捷性，通过建立毛坯、装配、面的延伸以及面对实体切割等一系列操作可很快建立型腔、浇道、冷却水道等特征，从而得到所需的模具。图5所示为风扇注塑模具的凹模。 5模具零件的数控加工 CAM模块提供数控车、数控铣、线切割等功能[4，5]，按不同的加工工艺设置切削参数，可进行数控加工模拟并获得加工模具零件的刀位数据文件，通过后置处理产生NC程序，传输给数控机床便可进行模具零件的加工。 ６结束语 基于逆向工程的注塑产品开发，为企业不断地开发符合市场需求的产品，永不止息地追求在最短时间内，以最小成本向市场推出质量最好的产品提供了一条重要途径。 参考文献： [1]林清安.Pro/Engineer 2000i2零件设计实务[M].北京：北京大学出版社，2001. [2]宗志坚，陈新度.CAD/CAM技术[M].北京：机械工业出版社，2000. [3]屈华昌，伍建国.塑料模设计[M].北京：机械工业出版社，1993. [4]王俊祥，黄圣杰.Ｐｒｏ/NC三轴铣床加工秘籍[M].北京：机械工业出版社，2001.[5]蔡汉明，宋晓梅.数控编程———MasterCAM8.0实用教程[M].北京：人民邮电出版社，2001.(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (11/19/2004)