【文章內(nèi)容簡介】 特征點5利用構(gòu)造功能中的用點云構(gòu)造曲線,將以上點云擬合一個平面和中心線。6在修改工具條中找到定位、基于特征定位功能將建立的特征與構(gòu)造的幾何元素對齊，至此，對齊操作完全結(jié)束，點云已經(jīng)具有比較合適的坐標(biāo)系位置了。在建立曲線前需要將點云分割提取點云，具體操作步驟構(gòu)造——〉剖面截取點云——〉交互式點云截取提取的所有特征點如圖28所示圖28所有特征點云將提取的點云導(dǎo)入UG軟件中進(jìn)行曲線的構(gòu)造。首先要提取鼠標(biāo)底面對稱中心上的點云然后使用UG中的插入——〉曲線——〉基本曲線——〉直線將點的模式選擇為現(xiàn)在點構(gòu)造兩條直線。然通過兩直線構(gòu)造一張面，通過編輯——〉變換命令將平面和所以點與絕對座標(biāo)重合。用以上構(gòu)造直線的方法構(gòu)造其它直線如下29圖示圖29曲線構(gòu)造 使用UG中的通過曲線網(wǎng)格組命令進(jìn)行曲面構(gòu)造并通過鏡像命令得到鼠標(biāo)的底面和外表面如圖210所示圖210曲面構(gòu)造將以上片體加厚便得到實體如圖211所示圖211實體構(gòu)造使用軟件中的拉伸、倒圓角、求和、求差等命令完成模型的特征建模，最終得到完整的鼠標(biāo)模型。如圖212所示圖212鼠標(biāo)所有特征創(chuàng)建逆向工程處理的是實物原型．它本身具有固定的形狀、拓?fù)潢P(guān)系及相應(yīng)的參數(shù)。這種體現(xiàn)在實物原型上的參數(shù)稱為實物原型參數(shù)。實物原型在被制造時，要依據(jù)圖紙上所標(biāo)注的參數(shù)。這種體現(xiàn)在制造實物原型的設(shè)計圖紙上的參數(shù)稱為原始設(shè)計參數(shù)，其是制造實物原型的原始參數(shù)。相對原始設(shè)計參數(shù)，實物原型本身存在誤差：一是制造實物原型所產(chǎn)生的制造誤差A(yù)I制，二是原型在使用中的磨損和破損誤差A(yù)I損。在對實物原型測量時，會產(chǎn)生測量誤差A(yù)I測。在再設(shè)計階段，逆向工程要完成從測量規(guī)劃制訂至CAD三維模型重構(gòu)(在此，再設(shè)計環(huán)節(jié)暫不考慮)。這種CAD模型自然是具有各種幾何參數(shù)。這些參數(shù)是逆向工程依據(jù)測量點數(shù)據(jù)經(jīng)擬合運(yùn)算得到并體現(xiàn)在重構(gòu)的CAD模型上，故稱其為重構(gòu)參數(shù)。在重構(gòu)的計算中，不可避免地會產(chǎn)生誤差，記為計算誤差A(yù)I計。在制造階段，逆向工程依據(jù)重構(gòu)參數(shù)制造產(chǎn)品，產(chǎn)生制造誤差A(yù)O造。綜上所述，逆向工程誤差A(yù)可表示為：A逆＝f(AI制，AI損，AI計，AI測，AO造)。實物原型是依據(jù)原始設(shè)計參數(shù)制造的，還原產(chǎn)品是依據(jù)重構(gòu)參數(shù)制造的。從上面分析可知，原始設(shè)計參數(shù)與重構(gòu)參數(shù)存在誤差。因此、將依據(jù)重構(gòu)參數(shù)還原制造的產(chǎn)品置于實物原型的工作環(huán)境下，有可能會達(dá)不到工作性能要求。通常逆向工程不去直接測量實物原型參數(shù)。故實物原型參數(shù)是未知的，自然原始設(shè)計數(shù)也是未知的。重構(gòu)參數(shù)是逆向工程對實物原型復(fù)現(xiàn)的參數(shù)。為了提高逆向工程還原精度，提高測量精度及擬合計算精度，可以減小測量誤差A(yù)I測和計算誤差A(yù)I計，但仍無法減少制造誤差A(yù)I制，AO造和磨損誤差A(yù)I損，其結(jié)果只是使重構(gòu)參數(shù)，盡可能接近實物原型參數(shù)，仍無法還原原始設(shè)計參數(shù)。在某些情況下，單從復(fù)制原型這一角度出發(fā)，為滿足逆向工程還原產(chǎn)品的工作性能要求，需用原始設(shè)計參數(shù)進(jìn)行還原制造。這就要求逆向工程在前述的再設(shè)計階段能還原實物原型的原始設(shè)計參數(shù)。為此需綜合運(yùn)用人工智能技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計理論、精度設(shè)計等多學(xué)科技術(shù)知識對實物原型的磨損及制造誤差等進(jìn)行評估分析，在此基礎(chǔ)上對重構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修正再設(shè)計，得到接近原始設(shè)計參數(shù)的再設(shè)計參數(shù)。上述思想，給出了以精度還原為目標(biāo)對逆向工程的質(zhì)量進(jìn)行全面的誤差分析。由于此次條件的限制，對本次逆向工程誤差的分析只能做到AI測，AI計，AO造，的分析。數(shù)據(jù)點的獲得——三維激光掃描過程中的測量誤差A(yù)I測為：在進(jìn)行逆向建模時的誤差A(yù)I計為：在制造階段，逆向工程依據(jù)重構(gòu)參數(shù)制造產(chǎn)品，產(chǎn)生制造誤差A(yù)O造：掃描時不可能沒有誤差，在進(jìn)行點數(shù)據(jù)處理時進(jìn)行點數(shù)據(jù)的過濾，也會對精度產(chǎn)生影響。進(jìn)行曲面重構(gòu)時使用的是放樣的方法，雖然可以獲得很好的曲面質(zhì)量，但是增大了曲面和點云之間的誤差。在曲面重構(gòu)后進(jìn)行曲面縫合，誤差也是不可避免的。獲得了實體模型后，在進(jìn)行快速制造過程中，還有一定的制造誤差。累加放大后的誤差，就是本次逆向設(shè)計的最終理論誤差。實際誤差是用快速制造后的模型再進(jìn)行掃描，然后和第一次掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對。這樣兩個點云的重合才是實際誤差。3鼠標(biāo)底座塑料零件分析由圖31知，塑件的結(jié)構(gòu)簡單，尺寸適中，屬薄壁殼體塑件。為提高生產(chǎn)率可采用多型腔；塑件側(cè)向沒有孔和槽，模具不需要設(shè)計側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)端蓋塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為直澆口的單分型面兩型腔注射模。該澆口位置基本不影響塑件外觀。 圖31 鼠標(biāo)底座塑料件示意圖 塑料件的材料　對塑料的認(rèn)識塑料的主要成分是樹脂、填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑等。它有著以下諸多優(yōu)點：1）重量輕：～ g/cm，這對于減輕自重的汽車、飛機(jī)、航空航天等工程有著重要的意義。2）比強(qiáng)度度高：它是材料的強(qiáng)度和密度之比。在某些場合傳統(tǒng)的金屬制品往往強(qiáng)度上達(dá)到要求，但由于質(zhì)量過大而不能夠被使用，特殊的塑料制品可以滿足這一要求。3）優(yōu)良的耐磨、自潤滑、和吸震性：基于此特點，塑料在電子設(shè)備的傳動機(jī)構(gòu)和摩擦機(jī)構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用。譬如數(shù)控機(jī)床中要求精度、穩(wěn)定性很高的導(dǎo)軌，其摩擦面就是用聚四氟乙烯貼塑而成。4）優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性：一般塑料對酸、堿、鹽均有一定的抗腐蝕性，因此在化工設(shè)備中有著極其廣泛的用途。5）優(yōu)良的電絕緣性能：某些塑料無論在高頻還是低頻，高壓還是低壓的情況下，絕緣性能都十分優(yōu)良。尤其在高頻，高壓的情況下，是陶瓷、云母等其它絕緣材料所不能相比的，因此塑料廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器、電子工業(yè)的結(jié)構(gòu)材料和絕緣材料?！∷芰系某尚凸に囂攸c塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱是高彈態(tài)，進(jìn)而變?yōu)轲こ砹鲬B(tài)，從而有優(yōu)良的可塑性，可以用很多高生產(chǎn)率的成型方法制造產(chǎn)品。這就有了節(jié)約原料、易于大批量生產(chǎn)、節(jié)省工時等諸多優(yōu)點。塑料成型有以下工藝特性：1）收縮率：它是指塑料從熱的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸發(fā)生變化的特性稱為收縮率。2）流動性：流動性大的塑料容易造成溢料過多、填充不密實、塑件組織疏松等缺點。流動性過小則有填充不足、不易成型、成型壓力大等缺點。3）吸濕性：塑料中的水分很大程度上影響到塑件的物理、機(jī)械、介電性能。塑料中的水分量過大，在成型時產(chǎn)生內(nèi)壓，脫模后水氣溢出極易造成塑件裂紋，降低機(jī)械強(qiáng)度。此外水分過多會使塑料的流動性過大，造成溢料、造型時間過長、收縮量過大、易產(chǎn)生蹺起、波紋、光澤性不好等缺點。4）定型速度：熱固性塑料在成型過程中要完成交聯(lián)反應(yīng)，即樹脂分子由線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，這一過程稱為硬化。硬化的速度與塑料的品種、塑件形狀、壁厚、成型溫度有關(guān)?！〕Ｓ盟芰霞疤匦?）SA　苯乙烯丙烯腈共聚物SA是一種堅硬、透明的材料。苯乙烯成份使SA堅硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使SA具有化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。SA具有很強(qiáng)的承受載荷的能力、抗化學(xué)反應(yīng)能力、抗熱變形特性和幾何穩(wěn)定性。SA中加入玻璃纖維添加劑可以增加強(qiáng)度和抗熱變形能力，減小熱膨脹系數(shù)。2）PVC　聚氯乙烯剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC對氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。PVC的流動特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工（這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?，?3） PS 　聚苯乙烯大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形?！?之間。 4）PPE　聚丙乙烯 通常，商業(yè)上提供的PPE或PPO材料一般都混入了其它熱塑型材料例如PS、PA等。這些混合材料一般仍稱之為PPE或PPO?；旌闲偷腜PE或PPO比純凈的材料有好得多的加工特性。特性的變化依賴于混合物如PPO和PS的比率?；烊肓薖A 66的混合材料在高溫下具有更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。這種材料的吸濕性很小，其制品具有優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。5）PP　聚丙烯PP是一種半結(jié)晶性材料。由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1～4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100C）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，～%。并且收縮率的方向均勻性比PEHD等材料要好得多。加入30%%。 工程塑料（ABS）的特性及注射工藝性ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度，其成型工藝參數(shù)如表3－2表3－2　ABS塑料的成型工藝參數(shù) 參數(shù)取值范圍選取數(shù)值密度ρ～收縮率S%～%%溫度/℃噴嘴 180190180料筒210230220模具507060壓力MPa注射709080保壓507060時間/S注射353保壓153020冷卻153025總計407048用UG質(zhì)量、體積分析功能得：塑料質(zhì)量: 塑料（ABS）密度：塑件體積：塑件成型投影面積：4 注射機(jī)的選用 選用注射機(jī)的方法和原則 使用現(xiàn)有設(shè)備，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)在所選注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍內(nèi)，調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。根據(jù)每次成型件數(shù)安滿足最大注射量、鎖模力、經(jīng)濟(jì)性等要求選擇合適的注射機(jī)，確定注射機(jī)，調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。 注射機(jī)的種類和應(yīng)用范圍注塑機(jī)按照注射裝置和鎖模裝置的排列方式，可分為立式、臥式和角式注射機(jī)。其各自的特點如下：注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線垂直排列。優(yōu)點：占地少，模具拆裝方便，易于安裝嵌件。缺點：重心高，加料困難；推出的塑件要手工取出，不易實現(xiàn)自動化；容積較小。注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線水平排列，使用廣泛。優(yōu)點：重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實現(xiàn)自動化。缺點：模具安裝困難，嵌件安裝不穩(wěn)，機(jī)器占地較大。注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線相互垂直排列。優(yōu)點、缺點介于立式注射機(jī)和臥式注射機(jī)之間。特別適用于中心不允許有澆口痕跡的平面塑件。 注射機(jī)的選用：XSZ60型注射機(jī)：注射量為60cm3的柱塞式塑料注射成型機(jī)，其主要參數(shù)如表41。XSZY250型注射機(jī)：注射量為250cm3的柱塞式塑料注射成型機(jī)其主要參數(shù)如表42。表41 XSZ60型注射機(jī)的主要參數(shù)額定注射量－－－ 60cm3 注射壓力－－－－ 122MPa鎖 模 力－－－－ 500KN最大成型面積－－130cm2定位孔直徑：Φ55+最大開模行程－－180mm注射機(jī)的頂出方式：最大模具厚度－－ 200mm機(jī)械式頂桿頂出。最小模具厚度－－ 70mm單根頂桿設(shè)在模板中心。噴嘴圓弧半徑－－ 12mm模板面上螺紋孔M1225共24個噴嘴孔直徑－－－Φ 4mm模板尺寸－－－－330mm440mm拉桿空間－－－－190mm300mm表42 XSZY250（臥式）型注射機(jī)的主要參數(shù)額定注射量－－－ 250cm3 注射壓力－－－－ 180MPa鎖 模 力－－－－ 1800KN 最大成型面積－－500cm2定位孔直徑：Φ100+最大開模行程－－350mm注射機(jī)的頂出方式：最大模具厚度－－ 350mm機(jī)械式頂桿頂出。最小模具厚度－－200mm兩根頂桿設(shè)在兩側(cè)，頂桿孔徑22mm。噴嘴圓弧半徑－－ 18mm模板面上螺紋孔M1625共36個噴嘴孔直徑－－－ Φ4mm模板尺寸－－－－315mm500mm拉桿空間－－－－373mm295mm根據(jù)塑件的大小和實際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用XSYZ250型螺桿式注射機(jī)，外形如圖 43所示。圖 43 XSYZ250型螺桿式注射機(jī)最大注射量的校核、注射壓力的校核、鎖模力的校核、最大注射成型面積的校核當(dāng)上面四方面校核都滿足要求時，才能確定注射機(jī)選用的合適。 注射機(jī)參數(shù)的校核 注射機(jī)的額定注射量為250cm3 塑件體積：，每次成型2個塑件。 。 實際注