【正文】 在我國東西部的逆向工程的水平不一樣，在東部沿海大多數(shù)設(shè)計(jì)開始使用逆向設(shè)計(jì)而在西部基本還處于原始的正向設(shè)計(jì)階段，因此中國的反求水平還是一個(gè)落后的階段，逆向設(shè)計(jì)還有很大的發(fā)展空間。在有些領(lǐng)域，工業(yè)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的歐美國家，他們對于逆向工程技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。逆向工程是設(shè)計(jì)下游向設(shè)計(jì)上游反饋信息的一個(gè)回路。如今，逆向工程技術(shù)在我國的應(yīng)用領(lǐng)域主要是飛機(jī)、汽車、玩具和家電等模具相關(guān)行業(yè)。逆向工程技術(shù)在我國，特別是以生產(chǎn)各種汽車、玩具配套件的沿海地區(qū)、企業(yè)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。隨著3D模型的使用快速成長與模具制作對時(shí)間、造型與精度的要求日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)的正向造型已經(jīng)不能滿足其發(fā)展的需要，現(xiàn)在正向造型也不是唯一的吃力方式。通過本次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)及掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)制造工藝，并進(jìn)一步提升專業(yè)技能，為踏上工作崗位做好準(zhǔn)備。這種根據(jù)實(shí)物、樣件重新建立計(jì)算機(jī)模型的方法，與傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)的過程正好相反，它與數(shù)字化制造技術(shù)相結(jié)合，大大加快了產(chǎn)品的研制過程。逆向工程的流程由以下幾步組成，模型曲面分析→確定掃描方案→進(jìn)行實(shí)體點(diǎn)云掃描→進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理→建立需要的曲線→建立曲面→進(jìn)行實(shí)體建模。即樣件表面數(shù)據(jù)的數(shù)字化，它是逆向工程的基礎(chǔ)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理。在瞬息萬變的產(chǎn)品市場中，能否快速地生產(chǎn)出合乎市場要求的產(chǎn)品就成為企業(yè)成敗的關(guān)鍵。逆向工程系統(tǒng)就專門為制造業(yè)提供了一個(gè)全新、高效的三維制造路線。對設(shè)計(jì)人員來講，將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與逆向工程相結(jié)合，提高設(shè)計(jì)人員的整體水平；對國家而言，具有縮小發(fā)展中國家與發(fā)達(dá)國家之間的差距具有重要意義。當(dāng)設(shè)計(jì)需要實(shí)驗(yàn)才能定型的工件模型時(shí)，通常采用逆向工程的方法。這將實(shí)物通過數(shù)據(jù)測量與處理產(chǎn)生與實(shí)際相符的產(chǎn)品數(shù)字化模型，對模型修改后再進(jìn)行加工，將顯著提高生產(chǎn)效率。3 三維測量技術(shù) 三維測量技術(shù)的發(fā)展概況1985年，(Phase Shift Interferometry, PSI)實(shí)現(xiàn)了變形測量和振動(dòng)分析[2]。他們在上世紀(jì)90年代分別成立了Steinbichler GmbH、 GmbH和GOM GmbH，并相繼推出了多款結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)。在測量技術(shù)中，獲取三維表面信息的基本方法總的來說有接觸式和非接觸式兩種，如（圖31）所示。非接觸式測量可以密集的對產(chǎn)品表面進(jìn)行測量，從而形成“點(diǎn)云’’數(shù)據(jù)，但是上述方法難以采集到物體內(nèi)表面的數(shù)據(jù)，因此斷層掃描技術(shù)在逆向工程中取得較為廣泛的應(yīng)用，但它們成本較高，是破壞性測量，且測量過程復(fù)雜。傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的思路與方法是首先利用CAD軟件繪制模具三維數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)此模型進(jìn)行工藝規(guī)程安排與數(shù)控加工程序編制，最后在數(shù)控設(shè)備上進(jìn)行機(jī)械加工。結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了上述問題。這就需要對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，即三維數(shù)學(xué)模型重建。它是獲得原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最直接的方法，也是最理想的方法。應(yīng)用最為廣泛的三坐標(biāo)測量機(jī)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的新型高效精密測量儀器，是有很強(qiáng)柔性的大型測量設(shè)備。圖41 關(guān)節(jié)臂激光掃描儀 點(diǎn)云處理軟件Imageware 作為UGNX 中提供的逆向工程造型軟件。Imageware 的模型檢測功能可以方便、直觀地顯示所構(gòu)造曲面模型與實(shí)際測量數(shù)據(jù)之間的誤差以及平面度、真圓度等幾何公差。把鼠標(biāo)放在點(diǎn)云上右鍵點(diǎn)擊點(diǎn)云，出點(diǎn)選框，選擇【圈選點(diǎn)】（圖43）出現(xiàn)圈選點(diǎn)對話框，如（圖44）所示，用線把無用的點(diǎn)云框選去除，如（圖45）所示，得到需要的有用點(diǎn)云，如（圖46）所示。 圖411交換模式點(diǎn)云界面 圖412畫線截取 圖413新創(chuàng)建的三點(diǎn)平面 圖414新定位的點(diǎn)云(3)在截出的平面點(diǎn)云上的圓角處畫出兩個(gè)三點(diǎn)圓，圓心連線，標(biāo)出中點(diǎn)，如（圖415）所示。 圖415 畫出的圓 圖416畫出的線 圖417直線的坐標(biāo) 圖418畫出的基準(zhǔn)圖419配對后的點(diǎn)云點(diǎn)云定位好了之后，就要為之后的三維模型的創(chuàng)建做準(zhǔn)備，需要做的是要簡化和截取點(diǎn)云，還要把產(chǎn)品點(diǎn)云三角網(wǎng)格化。還要選擇一個(gè)Y軸平面的截面作為以后制作三維模型的中心線，如（圖424）所示。之后一樣的操作，把三角網(wǎng)格化的點(diǎn)云單獨(dú)現(xiàn)實(shí)，關(guān)鍵也是要點(diǎn)擊【可見】最后保存。而這個(gè)過程在說個(gè)課題中，是基于UG環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的。UG是目前市場上功能最極致的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具。運(yùn)用其功能強(qiáng)大的復(fù)合式建模工具，設(shè)計(jì)者可依工作的需求選擇最適合的建模方式；關(guān)聯(lián)性的單一數(shù)據(jù)庫，使大量零件的處理更加穩(wěn)定。都導(dǎo)入之后，將會(huì)出現(xiàn)兩者重疊的畫面，如（圖51）所示。圖52點(diǎn)云圖層的劃分這次研究的對象男式摩托車前燈罩的實(shí)物模型是個(gè)對稱件，而且由于該模型在掃描的時(shí)候已經(jīng)是不完整的了，缺少了一小部分。在圖層對話框里選擇放置中心點(diǎn)云的圖層為顯示圖層，然后用【曲線】把點(diǎn)云連接成光順的曲線，如（圖53；圖54）所示。在逆向中曲面的創(chuàng)建最普遍的做法就是根據(jù)已知點(diǎn)云作出需要的點(diǎn)或者線，然后根據(jù)作出的點(diǎn)和線【通過曲線網(wǎng)格】等命令構(gòu)造曲面。然后用【樣條】把這些點(diǎn)連成曲線，還要確保這些曲線和之前作出的中心基準(zhǔn)片體的交線相切，如（圖57）所示。圖56拐角處交曲線圖57連成的曲線圖58邊緣曲線圖59三點(diǎn)平面圖510通過曲線網(wǎng)格做出的曲面（2）有了第一個(gè)曲面之后，就順著這個(gè)曲面的邊緣去做另外的曲面。做兩個(gè)相交的片體，把剛才做出的兩個(gè)曲面割出一個(gè)區(qū)域，如（圖517）所示，然后再用【通過曲線網(wǎng)格】把割出的區(qū)域補(bǔ)好，如（圖518）所示。接下來就先把產(chǎn)品右邊側(cè)面的上半部分曲面先用【通過曲線網(wǎng)格】簡單的構(gòu)造出來，如（圖521）所示，然后再構(gòu)造出下半部分的曲面，如(圖522）所示，這時(shí)因?yàn)橹虚g有一部分曲線是大致橋接的曲線，所以中間有一部分的曲面很不光順，但這不影響造型，這個(gè)部分因?yàn)槭且粋€(gè)突起曲面和產(chǎn)品右邊面的相交部分，所以這時(shí)就要用點(diǎn)云作出拐角處的邊緣曲線，用邊云曲線剪切掉這部分不光順的曲面，如（圖523）所示。最后把剩下的一個(gè)小曲面構(gòu)造完成，這個(gè)突起的曲面就完成的全部的構(gòu)造，如（圖529）所示。 圖530下表面曲面 圖531下表面曲面 圖532下表面曲面 圖533下表面曲面（6）把之前產(chǎn)品上部分沒有補(bǔ)充完整的曲面用【通過曲線網(wǎng)格】補(bǔ)充完整，如（圖534）所示。用點(diǎn)云畫出的邊框內(nèi)部輪廓的草圖曲線，拉伸得到片體。最后用【片體加厚】命令對產(chǎn)品的片體造型進(jìn)行加厚處理，得到最終的產(chǎn)品三維造型，如（圖540）所示。注塑時(shí)，動(dòng)、定模兩大部分閉合，塑料經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具型腔。圖61成型射出過程 注塑模具的應(yīng)用及意義利用 CAE 技術(shù)可以在模具加工前，在電腦上對整個(gè)注塑成型過程進(jìn)行類比分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以後再返修模具。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。塑件的工作溫度是室溫，這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低；作為一種常見品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn)，這樣，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素；此外，塑料都會(huì)老化，暴露在外，經(jīng)常受雨打風(fēng)吹，日曬雨淋，要考慮塑料的氧化變質(zhì)問題。ABS塑料是微黃色或白色不透明粒料，它無毒、無味。ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般用品，所以精度要求為一般精度即可。③成型工藝—成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。 分型面的確定塑件的分型面應(yīng)位于產(chǎn)品曲面邊緣的部位，這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。其優(yōu)點(diǎn)是即保證了零件的使用壽命，又節(jié)省了價(jià)格昂貴的材料，并且零件損壞后，維修和更換方便。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。其中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位、承受側(cè)壓力三個(gè)作用，為了使合模動(dòng)作更加可靠平穩(wěn)在型腔周圍設(shè)四根導(dǎo)柱，將導(dǎo)柱開設(shè)在動(dòng)模側(cè)即導(dǎo)柱正裝，為保護(hù)型芯，避免合模時(shí)凸模進(jìn)入凹模時(shí)由于方位搞錯(cuò)而損壞模具或由于定位不準(zhǔn)而互相碰傷，設(shè)在動(dòng)模上的導(dǎo)柱長度高出型芯6~8mm，導(dǎo)柱采用有肩導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動(dòng)配合H7/f7，導(dǎo)柱需要有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的芯部。推桿直接作用于塑件表面，將塑件推出模外，推桿需要固定，因此設(shè)推桿固定板和推板，兩板間螺釘連接；注塑機(jī)上的頂桿作用在推板上；為了確保推出板平行移動(dòng)，推出零件不致于彎曲卡死，設(shè)有推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套；推板的回程是靠復(fù)位桿實(shí)現(xiàn)的，制件的推出采用4根推桿推出，推桿均勻分布于下型芯的同一個(gè)圓上。推出位置設(shè)在脫模阻力較大的六處地方，推桿端面加工為與凸模曲面近似的斜面，有利于保持塑件壁厚一致，~，否則會(huì)影響外觀和使用，推桿直徑5~6mm,推桿和推桿固定板采用軸肩連接，在推桿固定板上同時(shí)安裝四根復(fù)位桿和四根導(dǎo)柱起復(fù)位和導(dǎo)向作用。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位?，F(xiàn)在機(jī)器下面兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模具，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定定模，然后慢速開閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開閉模具時(shí)，平穩(wěn)、靈活、無卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模。須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。在設(shè)計(jì)過程中，由于要查閱大量的相關(guān)資料和手冊，把自己所學(xué)的理論知識(shí)用于設(shè)計(jì)實(shí)踐中，使自己有了一個(gè)獨(dú)立思考問題、分析問題、解決問題的鍛煉機(jī)會(huì)。當(dāng)遇到問題的時(shí)候，很難有實(shí)際的認(rèn)識(shí)。謝 辭經(jīng)過三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為四年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)