【正文】 線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊于模具的制造。螺釘裝配是現(xiàn)代玩具裝配的主要形式，采用螺釘玩具易于拆裝、維修，也利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)。例如大小、形狀差別不大的零件可以用不同的顏色區(qū)分，零件形狀盡量采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，盡量設(shè)計(jì)倒角、圓角結(jié)構(gòu)便于裝配。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了盡量減少零件個(gè)數(shù)以外，還要考慮簡(jiǎn)化裝配工序，采用簡(jiǎn)易和快速裝配的設(shè)計(jì)方案。采用整體化設(shè)計(jì)能減少零件的數(shù)量及各零件之間的交接面，減少裝配工序。可以采用，按照玩具的最佳壽命設(shè)計(jì)不同的配合結(jié)構(gòu)，如對(duì)于需要拆裝的玩具，采用螺釘聯(lián)接的方式；在滿足強(qiáng)度要求的情況下，采用不同截面形式，或采用加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)，減少材料的使用，本課題在聯(lián)接柱的部分采用加強(qiáng)筋的形式；采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，在玩具設(shè)計(jì)中，無論是機(jī)芯構(gòu)件還是外型構(gòu)件，標(biāo)準(zhǔn)化很重要，標(biāo)準(zhǔn)化使不少尺寸不一的零件成為少量的通用件，大大簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，現(xiàn)在機(jī)動(dòng)玩具中齒輪、軸、偏心輪等常用的零件都已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化或系列化，發(fā)條機(jī)芯、慣性機(jī)芯也都實(shí)現(xiàn)了規(guī)格系列化，這些機(jī)構(gòu)由專門的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)玩具機(jī)構(gòu)是只需選擇合適的型號(hào)即可。電路結(jié)構(gòu)是指電動(dòng)玩具中線路的連接、開關(guān)與外殼的連接、電池箱與箱蓋的配合形式。內(nèi)臟結(jié)構(gòu)是指玩具內(nèi)部機(jī)芯、動(dòng)作執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的配合形式，如齒輪與軸、凸輪與軸、偏心輪與連桿、軸與機(jī)芯夾板、電動(dòng)機(jī)與機(jī)芯夾板等。既要使玩具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又要保證玩具動(dòng)作可靠。如何減少裝配工序、簡(jiǎn)化裝配過程，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理非常關(guān)鍵。 玩具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)玩具結(jié)構(gòu)是指把零件與零件、零件與部件組裝在一起的連接方式。曲面應(yīng)設(shè)計(jì)成參數(shù)化的形式，不要設(shè)計(jì)成非參數(shù)的形式，參數(shù)曲面容易調(diào)整修改。由于在點(diǎn)云處理時(shí)，已經(jīng)考慮了左右結(jié)縫處的曲面連續(xù)，鏡像后的曲面在結(jié)縫連續(xù)較好。圖 表面處理后的直升飛機(jī)外殼數(shù)模。對(duì)于擋風(fēng)玻璃的處理，沒有采用原始直升飛機(jī)的貼圖方式，而采用設(shè)計(jì)不同零件的方法，加上半透明彩色擋風(fēng)玻璃，使其外觀更加完美。此款直升飛機(jī)的尾部比較短，整體比例不夠協(xié)調(diào)，本設(shè)計(jì)中采取加長(zhǎng)尾部的修改，修改其尺寸以達(dá)到比例協(xié)調(diào)，整體美觀之目的。本設(shè)計(jì)根據(jù)直升飛機(jī)的總體尺寸的大小，同時(shí)參考模型飛機(jī)的厚度，外殼選用 厚度?；谀嫦蚬こ痰碾妱?dòng)玩具直升飛機(jī)的設(shè)計(jì) 8 圖 重建后的直升飛機(jī)外表面，得到樣板飛機(jī)的曲面數(shù)模如圖 所示。，根據(jù)貼合率進(jìn)行調(diào)整，本設(shè)計(jì)中將曲面和點(diǎn)云的貼合距離控制在 范圍之內(nèi)。為使曲面達(dá)到光順，構(gòu)建曲面前對(duì)曲線進(jìn)行光順，使其達(dá)到 G2 連續(xù)（即曲率連續(xù)） ，若曲線不能達(dá)到 G2 連續(xù)，對(duì)曲線進(jìn)行重新構(gòu)建。，尋找?guī)缀翁卣?，采用正向的思維逆向幾何特征。圖 玩具飛機(jī)三角化后的點(diǎn)云三角化后的點(diǎn)云，進(jìn)行曲面重構(gòu)。南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 玩具直升飛機(jī)點(diǎn)云經(jīng)去雜點(diǎn)后的點(diǎn)云，需進(jìn)行點(diǎn)云的三角化，為重構(gòu)曲面做準(zhǔn)備。生成的點(diǎn)云文件，一般轉(zhuǎn)成 IGES 格式，為后續(xù) CAD 軟件讀入做準(zhǔn)備。由于本課題飛機(jī)是左右對(duì)稱，故掃描一半外殼，另一半點(diǎn)云通過鏡像獲得。利用激光三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)，對(duì)玩具直升飛機(jī)外殼進(jìn)行掃描。 逆向工程的基本流程逆向工程與一般的正向設(shè)計(jì)流程不同，其主要流程如圖 所示?；谀嫦蚬こ痰碾妱?dòng)玩具直升飛機(jī)的設(shè)計(jì) 6 本課題根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，結(jié)合市場(chǎng)調(diào)研決定玩具直升飛機(jī)外殼整體采用白色 ABS+PC 塑料。，保證使用者的安全無論是塑料外殼，還是木制外殼，都要保證無毒，以免對(duì)兒童造成傷害。因此，設(shè)計(jì)外殼時(shí)造型線條要簡(jiǎn)潔、流暢，復(fù)雜的外形只會(huì)增加加工的難度。作為一名優(yōu)秀的玩具設(shè)計(jì)人員，必須掌握多方面的文化知識(shí)，綜合考慮各種因素，才能設(shè)計(jì)出好產(chǎn)品。，色彩鮮艷外殼設(shè)計(jì)前，首先要明確產(chǎn)品的定位，對(duì)消費(fèi)者年齡段、產(chǎn)品銷往的國家和地區(qū)人們的喜好、風(fēng)俗習(xí)慣、文化背景等，都要有詳細(xì)的了解，使設(shè)計(jì)具有針對(duì)性，在造型設(shè)計(jì)、色彩搭配上符合消費(fèi)者的心理和愿望。 玩具殼體設(shè)計(jì)原則 [5]外殼設(shè)計(jì)是玩具設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，玩具的造型通過外殼設(shè)計(jì)展現(xiàn)，直接影響消費(fèi)者的對(duì)產(chǎn)品的第一印象。 外殼在玩具中的地位從整體布置的角度，外殼尺寸主要由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、底盤等尺寸決定，同時(shí)考慮玩具整體尺寸。消費(fèi)者購買一架玩具飛機(jī)，首先考慮的是從其外形出發(fā)，若外形吸引顧客，才能留住消費(fèi)者的目光，才會(huì)有購買的可能，功能的考慮往往是第二步。南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二章 玩具飛機(jī)外殼及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)玩具外殼、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是構(gòu)成玩具飛機(jī)的二個(gè)主要部分。此直升飛機(jī)屬于比較高檔的玩具，集成了電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、流體學(xué)等學(xué)科。此款直升飛機(jī)基本具有飛機(jī)的功能，屬于中等復(fù)雜程度的飛機(jī)。實(shí)質(zhì)上只是一輛玩具汽車的變形。電動(dòng)玩具飛機(jī)，根據(jù)復(fù)雜程度從低到高，主要有以下幾種。本課題以逆向工程為基礎(chǔ)，獲得模型的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)用 CATIA 軟件平臺(tái)，基于逆向工程的電動(dòng)玩具直升飛機(jī)的設(shè)計(jì) 4 重構(gòu)了一款電動(dòng)直升飛機(jī)，并對(duì)直升飛機(jī)的部分外形進(jìn)行改進(jìn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使外形更加美觀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)更趨合理。高端設(shè)計(jì)、分析、制造軟件的廣泛應(yīng)用，為玩具設(shè)計(jì)擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造模式提供了強(qiáng)有力的工具。波音飛機(jī)公司使用 CATIA 完成了整個(gè)波音 777 的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了 CATIA 在 CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。在世界上有超過 13,000 的用戶選擇了 CATIA。CATIA 提供方便的解決方案，迎合幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。 CATIA 簡(jiǎn)介法國 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)，其產(chǎn)品以幻影2022 和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)最為著名。人體事的器官、骨頭和關(guān)節(jié)等的復(fù)制、傅假肢制造。例如，日本戰(zhàn)后的巨大成功就有這方面的因素。若將最終符合要求的模具測(cè)量并反求其 CAD 模型，這樣建立或修改的設(shè)計(jì)模型，可大大減南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊少修模量，提高模具生產(chǎn)效率，降低模具制造成本。逆向工程主要應(yīng)用情況如下 ［4］ ， CAD 模型時(shí)，通常采用逆向工程的方法復(fù)制相同的零件。逆向工程技術(shù)綜合了三維測(cè)量、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、快速成型等高新技術(shù)，關(guān)鍵技術(shù)在于形狀表面數(shù)字化、三維模型重建、數(shù)字化制造、逆向工程集成。因此，應(yīng)培養(yǎng)中國玩具產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)人才，主動(dòng)占領(lǐng)世界玩具產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)，提升中國玩具產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，打造中國玩具的自有品牌是中國玩具業(yè)的當(dāng)務(wù)之急?？蒲袡C(jī)構(gòu)少，專業(yè)人員缺乏。但據(jù)國家質(zhì)檢總局去年公布的玩具抽檢結(jié)果，中國國內(nèi)市場(chǎng)的玩具質(zhì)量合格率僅為 %。規(guī)范化程度不高，質(zhì)量問題突出。由于科研不足，創(chuàng)新能力弱，自有品牌少，中國已淪為世界玩具業(yè)的“生產(chǎn)基地” ，產(chǎn)品附加值少，總體效益低。品牌自有率低，對(duì)外依附嚴(yán)重。中國玩具業(yè)面臨的困難，遠(yuǎn)比表面繁榮多得多。中國玩具以傳統(tǒng)的毛絨玩具、木制玩具為主。 中國玩具業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀21 世紀(jì)，隨著中國加入世界貿(mào)易組織，中國玩具業(yè)的加快了發(fā)展步伐，至2022 年，中國已有玩具生產(chǎn)企業(yè) 15,000 多家，2022 年年產(chǎn)值超過 1500 億元［1］ ，是出口創(chuàng)匯的重要行業(yè)，是國內(nèi)輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。玩具材料應(yīng)用上也有迅速發(fā)展，電動(dòng)玩具多為全塑型，表面采用曲面印刷、熱轉(zhuǎn)印、貼紙等工藝進(jìn)行裝飾，機(jī)芯趨于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、小型化，使玩具重量減輕，噪聲減小，使用安全。20 世紀(jì) 80 年代，是中國玩具快速發(fā)展的起步階段。 “照相汽車”能行駛、鳴喇叭，停車時(shí)，車上的記者會(huì)轉(zhuǎn)身拍照，相機(jī)上的閃光燈同時(shí)發(fā)光。20 世紀(jì) 60 年代，中國開始生產(chǎn)電動(dòng)玩具，當(dāng)時(shí)主要生產(chǎn)金屬外殼的電動(dòng)玩具。不久意大利制成會(huì)冒煙的火車頭。19 世紀(jì)末，德國能制造電動(dòng)玩具，品種有電扇、火車頭等 。18 世紀(jì)，歐洲出現(xiàn)發(fā)條玩具。玩具飛機(jī)在外形上更美觀，工藝更合理，并對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。將逆向工程應(yīng)用于玩具開發(fā)設(shè)計(jì)，可以提升玩具品質(zhì)，縮短研發(fā)周期。玩具設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不高，生產(chǎn)未嚴(yán)格按工藝流程，生產(chǎn)中應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)不充分，這些因素制約著中國玩具業(yè)的整體發(fā)展。南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 I ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘 要中國是一個(gè)玩具制造的大國，產(chǎn)量位于世界前列。但不是一個(gè)玩具強(qiáng)國，玩具品質(zhì)不高。逆向工程作為一種高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，可以顯著縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，在國外已廣泛應(yīng)用工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，國內(nèi)在汽車等行業(yè)有較普遍應(yīng)用，在玩具行業(yè)應(yīng)用不甚普遍。本文，應(yīng)用逆向工程對(duì)一款電動(dòng)玩具飛機(jī)進(jìn)行了再設(shè)計(jì)，通過逆向,玩具飛機(jī)外形的云點(diǎn)，對(duì)塑料件外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行 CATIA 數(shù)模重建，局部?jī)?yōu)化改設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：逆向工程 電動(dòng)玩具 CATIA基于逆向工程的電動(dòng)玩具直升飛機(jī)的設(shè)計(jì) II AbstractToy industry of China is one of the nations of the largest products of toy. The industry is not the firstrate in the world. The development of toy industry of China is limited by many factors, such as design without innovation, lower q