【文章內(nèi)容簡介】 確掃描，它將會(huì)有一些參考點(diǎn)來幫助將多重點(diǎn)云對齊。 此處已將三次掃描的點(diǎn)云對齊并放在了一起。 4. Data reduction 數(shù)據(jù)縮減 縮減數(shù)據(jù)比較通俗的做法就是使用 Space Sampling（間隔取樣）命令。這個(gè)命令會(huì)在指定的間隔中簡化點(diǎn)云，也能去處重疊點(diǎn)。 圖 6. 刪除不需要的雜點(diǎn)。 7. 預(yù)先為將來的構(gòu)建曲面，規(guī)劃點(diǎn)云和創(chuàng)建截面。 一個(gè)產(chǎn)品的外形可分為主面和過渡面，我們根據(jù)需要把作主面的點(diǎn)云劃分出來，以便 下來的曲面的構(gòu)建。 8. 清除不精確的點(diǎn)和將粗糙的點(diǎn)云變光滑。 減少雜點(diǎn)和將點(diǎn)云變光滑有助于以后的工作。 本例中的 子機(jī) 上殼 點(diǎn)云經(jīng)過處理后 生成了一個(gè)有序、干凈的點(diǎn)云數(shù)據(jù) (圖 )，可以快速方便地生成模型，也可以用來生成 st1 文件進(jìn)行快速成形，或者用于模具加工。 10 圖 經(jīng) Imageware 點(diǎn)云處理后的點(diǎn)云數(shù)據(jù) 對齊的方法 對齊的兩個(gè)主要原因： 。一些掃描儀在同一時(shí)間僅能掃描模型的一邊。這樣就需要將模型不同的邊對齊起來。舉 例子來說，當(dāng)你掃描一個(gè)物件的時(shí)候，你必需從不同的角度掃描好幾次才能完成，或是來自不同坐標(biāo)的系統(tǒng)的掃描點(diǎn)資料結(jié)合起來，這時(shí)都需要進(jìn)行點(diǎn)資料的校正對齊動(dòng)作。 CAD 幾何模型對齊后檢查它們之間的差異。 提取與曲線處理 一個(gè)基本的曲線處理進(jìn)程如表 2 所示。 11 表 2 曲線處理進(jìn)程 在 Imageware 讀入點(diǎn)云數(shù)據(jù)后 ,有些數(shù)據(jù)應(yīng)該是直線 ,圓弧 ,圓 ,或橢圓。 但軟件并不會(huì)默認(rèn)它們是簡單的曲線。所以我們需要使用曲線擬合的命令來將它們最佳擬合為線，圓弧、圓或橢圓。在用此曲線命令前應(yīng)先將點(diǎn)云有 序排列起來。它與擬合曲面很相似 ,就像將點(diǎn)云擬合為平面、圓柱、圓錐或球體。 ， 橢圓 ： 從菜單中選取命令 Construct → Curve From Cloud → Fit Circle 來執(zhí)行此操作。 結(jié)果如 圖 所示。 12 圖 擬合成圓 （ Creating necessary sections） 有多種方式可以用來截切多邊形網(wǎng)格化后的點(diǎn)云，這些截切工具允許我們指定采樣間隙。使用這些工具可以取得截面上的每個(gè)取樣點(diǎn)。 這里采用 平行剖切的截面 ： 通過一個(gè)由用戶指定數(shù)量的平 行平面來剖切點(diǎn)云以創(chuàng)建剖切截面。這個(gè)命令的結(jié)果為一包含多個(gè)數(shù)量剖切截面的單個(gè)點(diǎn)云。所有的點(diǎn)將落在一個(gè)指定距離的平面的兩邊 (看下面的相鄰點(diǎn)的距離命令 )。一條虛擬的線將此平面兩邊最近的點(diǎn)連接起來。此虛擬線與平面的交點(diǎn)就生成了。 13 圖 表示 軟件獲取剖切截面上的點(diǎn)的方法 （ To fit curves） : 1. 創(chuàng)建均勻的曲線 ： Uniform Curve 是以 Uniform Bspline 曲線去擬合 (Fit)點(diǎn)云 , 曲線并不一定通過每個(gè)點(diǎn)云，但曲線可以比較平滑。 圖 2. 7均勻的曲線 2. 創(chuàng)建基于公差的曲線 ： Curve Fit to Tolerance 是以最少的控制點(diǎn)數(shù)目在指定的公差內(nèi)去擬合（ Fit） BSpline 曲線。這將創(chuàng)建一個(gè)非均勻的參數(shù)，當(dāng)曲率越高的地方，就 14 會(huì)有更多的控制點(diǎn)，而當(dāng)曲率低的地方，就會(huì)有較少的控制點(diǎn)。 基于公差的曲線，所得的曲線控制點(diǎn)就越多，雖然更接近于實(shí)際的點(diǎn)云資料，但平滑度會(huì)大幅降低。 圖 此處，我選擇 創(chuàng)建基于公差的曲線 以獲取更接近于實(shí)際 點(diǎn)云 曲線。至于 平滑度 ，我將通過調(diào)整 曲線上的一些基本的元素 ：節(jié)點(diǎn)，控制點(diǎn)等的數(shù)量和位置和曲線曲率的 大小來處理成符合要求。 圖 2. 9 處理后的曲線 至此，應(yīng)用逆向軟件 Imgaeware 進(jìn)行關(guān)鍵，特征曲線的抽取基本完成， 以下將把從逆向中得到的關(guān)鍵曲線導(dǎo)入 UG 進(jìn)行正向建模。 15 基于 UG 軟件平臺(tái)的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 根據(jù)逆向所得關(guān)鍵線，進(jìn)行曲面構(gòu)建： UG 如圖： 圖 UG關(guān)鍵線圖 、外形分析可知：子機(jī) 上殼 的外形基本對稱；而其主要構(gòu)成曲面可以通過掃掠的方式來進(jìn)行建造；對于某些特征的部位，如按鍵及其修飾部分，由于原件有一定的弧度，而且為了更精確的定 位，我選擇了在逆向時(shí)構(gòu)建出一定的關(guān)鍵線以方便之后的特征建造；其余如加強(qiáng)筋，我們可以通過游標(biāo)卡尺的手工測繪尺寸來進(jìn)行直接建模。 圖 2. 11 掃掠曲面 16 實(shí)體化構(gòu)建模型 ，為了減少工作量，可以考慮只做一部分的模型實(shí)體特征構(gòu)建，然后進(jìn)行鏡像以完成產(chǎn)品圖的基本構(gòu)建： 圖 2. 12 構(gòu)建的半邊模型 圖 2. 13 鏡像模型 但是我遇到了一個(gè)問題就是在鏡像的位置出出現(xiàn)了凹痕，經(jīng)過分析可 得原因是在逆向時(shí)所做的曲線并不一定就在鏡像處為曲線的拐點(diǎn)，經(jīng)過鏡像后，兩曲線的都出現(xiàn)了峰位，而鏡像出就顯示出相對凹位，從而形成了凹痕，見 圖 2. 14，所以應(yīng)該要換另外一種方法進(jìn)行構(gòu)建模型。 圖 2. 14 凹痕模型 ： 為了確保在對稱線位置曲線曲面的峰位，我考慮可以先將曲線進(jìn)行鏡像，然后在很靠近對稱位置進(jìn)行曲線的打斷，在利用橋接曲線功能把兩條曲線進(jìn)行對接，通過這樣做，我們可以盡可能保持模型的對稱性，而且通過了橋接曲線還能保證到在對稱中心位置取 17 得曲面的峰位。 圖 2. 15 橋接曲線方法構(gòu)建模型 通過關(guān)鍵特征線構(gòu)建特征 在沒有數(shù)據(jù)的情況下，對于實(shí)物中一些有弧度，曲線的按鍵、修飾部位一般難以精確重建其特征，而逆向所能構(gòu)造的空間曲線也會(huì)遇到是否相交的情況，對此，我決定在逆向軟件中盡可能構(gòu)建出與原件相貼合的空間曲線，然后導(dǎo)入 UG，再利用 UG 的草圖功能進(jìn)行重建曲線，再將草圖曲線投影到之前所構(gòu)建的曲面當(dāng)中。這樣做，我可以盡可能保證了曲線的連續(xù)性，和在曲面的復(fù)原性。 圖 2. 16 構(gòu)建 特征 模型 18 通過卡尺測量而建立的 模型 經(jīng)逆向輔助而構(gòu)建主要模型，關(guān)鍵特征等后，對于那些形狀規(guī)則，定位容易，如加強(qiáng)筋，火箭腳，側(cè)凹的特征，我們可以通過游標(biāo)卡尺直接進(jìn)行數(shù)據(jù)測量用以重建模型，這樣既可以保證形狀的還原性，同時(shí)可以減少大量工作量。 以下是經(jīng)過了草圖建造，拉伸，倒圓，倒角，等特征操作后得到的最終 CAD 模型： 圖 2. 17 最終 CAD產(chǎn)品圖 19 第三章 模具設(shè)計(jì) 分析制件工藝性，確定制件成形工藝及設(shè)備 . 熟悉制件及其材料性能 圖示為電話機(jī)子機(jī)的 上殼 的制件，是電話機(jī)的通話裝置。在使用上必須有聽話口，傳話口和天線出口。該制件的材料為工程塑料 ABS，屬熱塑性塑料，流動(dòng)性好，成型收縮率較小（一般為 ％～ ％），比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固塊，成型周期短。但吸水性較大，成型前必須充分干燥。 ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力 。 可在柱塞或螺桿式注射機(jī)上成型。 ABS 的密度約～ % g/cm3。 在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 塑件的工藝性分析 上殼 的幾何形狀較復(fù)雜，輪廓尺寸大小為 185mm 55mm，屬中等大小。 電話機(jī)子機(jī)的尺寸精度應(yīng)該滿足上 上殼 的裝配要求，裝配后上下殼裝配結(jié)合處表面應(yīng)該顯平滑、光潔，不得有明顯的不棄和凸凹感。上下殼連接作用的倒扣位位置應(yīng)準(zhǔn)確，連接起來應(yīng)緊湊。 電話機(jī)作為生活用品，既要滿足其使用要求，又必須具有好的外形。所以弧形的外表面要求有較高的表面質(zhì)量，表面不得有熔接痕、氣痕、收縮不均引起的凸凹、飛邊、頂白等缺陷。外表面需進(jìn)行皮紋處理。 電話機(jī)上殼內(nèi)表面的表面質(zhì)量要求沒有外表面高，但內(nèi)表面有很多的加 強(qiáng)筋及功能結(jié)構(gòu)，容易引起粘膜、推出不暢、頂白等現(xiàn)象。所以內(nèi)表面應(yīng)注意脫模斜度的選擇、拋光和推桿的設(shè)置等問題。 電話機(jī)上殼制件的壁厚設(shè)計(jì)均勻。壁厚均為 ～ ，不存在壁厚不均的問題。為了保證制件的強(qiáng)度，在制件較薄弱的地方增加了一些加強(qiáng)肋。 電話機(jī)子機(jī)上下殼制件要裝配成一體，在上殼的一頭設(shè)有天線口，側(cè)凹，兩側(cè)各還有兩個(gè)側(cè)凹。天線端側(cè)凹可采取斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，兩邊側(cè)凹位，由于抽芯距較小，也可采取斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 根據(jù)以上特征，可知電話機(jī)上下殼為有裝飾要求的帶側(cè)凹位的制件。處理好外 形尺寸精度、表面質(zhì)量及側(cè)向抽芯問題是設(shè)計(jì)與制造該制件成型模具的關(guān)鍵。 確定制件成型工藝及設(shè)備 20 制件成型工藝的確定。 電話子機(jī)的上殼塑料材料為 ABS，成型性能好，適合采用注射成型。注射成型適應(yīng)大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)，可滿足電話機(jī)生產(chǎn)大批量的要求。該制件的注射成型工藝條件可以根據(jù)塑料材料和成型要求從有關(guān)手冊中查閱，也可參考廠家現(xiàn)有已定型的同類塑料制件的注射成型工藝。 表 注射工藝參數(shù) 名稱 ABS 料 筒溫度℃ 后部 中部 前部 180~200 210~230 200~210 噴嘴溫度℃ 180~190 模具溫度℃ 50~70 保壓壓力 MPa 50~70 注射壓力 MPa 70~120 注射時(shí)間 S 3~5 冷卻時(shí)間 S 15~30 螺桿連續(xù) r/min 30~60 總周期 S 40~70 保壓時(shí)間 S 15~30 制件成型設(shè)備的初確定。 （ 1）、根據(jù)對制件的分析，采用一模一腔的注射模成型。為了確定制件成型設(shè)備，必須首先估算制件的體積和質(zhì)量。 經(jīng)過計(jì)算，得塑件的體積： V= 根 據(jù)《塑料模具設(shè) 計(jì)手冊》 [3]表 216 查得 ： ρ＝ 。根 據(jù)塑件形狀及尺寸和脫模機(jī)構(gòu)，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu) ,一般情況下，對普通二板式注射模具，其澆注系統(tǒng)體積為 V 澆 =15cm3 塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量 :W 總 =ρ（ nV件 +V） =（ 1 ＋ 15）＝ g （ 2）、初步確定成型設(shè)備型號及規(guī)格： ① 、 塑件投影面積計(jì)算 A= ② 、對于 ABS 塑料 ， 一般 取型腔的平均壓力 PM= 35Mpa ③ 、 鎖模力計(jì)算 F= 35