劉紅春

【摘 要】近幾年來(lái)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的推動(dòng)下，我國(guó)制造業(yè)水平的也在不斷的提高。逆向工程技術(shù)作為模具設(shè)計(jì)制造中的一項(xiàng)重要應(yīng)用，已經(jīng)成為當(dāng)代一種前沿的工業(yè)制造技術(shù)，而且在不斷的更新發(fā)展中。通過(guò)對(duì)一系列的CAD軟件的有效運(yùn)用，快速完成產(chǎn)品模具的制造和設(shè)計(jì)，在縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期的同時(shí)，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)制造業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】模具設(shè)計(jì)制造；逆向工程；產(chǎn)品模具；應(yīng)用

逆向工程技術(shù)是一種能夠?qū)ο冗M(jìn)技術(shù)進(jìn)行快速消化吸收，從而縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期的重要技術(shù)，該技術(shù)主要將原始的物理模型通過(guò)轉(zhuǎn)化變?yōu)楣こ谈拍罨蛘咴O(shè)計(jì)模型，這樣能夠顯著提高我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品的自動(dòng)化制造程度、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期、降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。通過(guò)逆向工程，對(duì)提高模具產(chǎn)品的制造水平、縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。本文對(duì)模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的逆向工程技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

1.逆向工程簡(jiǎn)介

逆向工程是一個(gè)綜合性非常強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)制造技術(shù)，集中了生產(chǎn)工程學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)量學(xué)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論等多種現(xiàn)代化技術(shù)。逆向工程也叫做反向工程、反求工程或者測(cè)量造型，主要被應(yīng)用在產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙或模型遺失的情況下，它以對(duì)零件產(chǎn)品的重新測(cè)量和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)，不僅能夠完成模具的設(shè)計(jì)制造，同時(shí)還能夠提高對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)行創(chuàng)新和再次研發(fā)。因此，逆向工程技術(shù)能夠支持客戶(hù)的各種用途，其模具加工和快速模型技術(shù)能夠高效地輸出，這從根本上提高了新型產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)需求速度的適應(yīng)力。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法首先需要對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研，然后根據(jù)產(chǎn)品的特性進(jìn)行相關(guān)的理念設(shè)計(jì)、效果圖繪制，然后經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人士的綜合評(píng)價(jià)后，應(yīng)用CAD軟件對(duì)產(chǎn)品的三維模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，在經(jīng)過(guò)一些標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試后就可以進(jìn)行產(chǎn)品的制造。這種方式的缺點(diǎn)就是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，這也相應(yīng)加大了市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。相對(duì)而言，逆向工程技術(shù)首先通過(guò)實(shí)物模型進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品CAD模型進(jìn)行構(gòu)建，然后將設(shè)計(jì)應(yīng)用到產(chǎn)品的制作中去，從而可以有效提高產(chǎn)品的制造能力，這就大大縮短了研發(fā)周期，彌補(bǔ)了正向工程制造技術(shù)的不足。目前，逆向工程技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到玩具、車(chē)船、家電、飛機(jī)和人造皮革等多個(gè)與模具相關(guān)的領(lǐng)域行業(yè)。另外，隨著我國(guó)醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逆向工程技術(shù)也在美容、人工骨骼等多個(gè)方面得到了推廣。

2.模具設(shè)計(jì)過(guò)程中的逆向工程技術(shù)應(yīng)用

目前，逆向工程設(shè)計(jì)在模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展。工藝設(shè)計(jì)時(shí)首先通過(guò)精密儀器對(duì)實(shí)物進(jìn)行掃描，并將數(shù)據(jù)傳遞到計(jì)算機(jī)上以生成模型，然后經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)人員的簡(jiǎn)單修改后就可以生成進(jìn)行數(shù)控加工的NC程序，這樣與加工中心的通訊相互配合，就能夠快速制造出簡(jiǎn)易的模具來(lái)。其中，主要應(yīng)用了數(shù)字化掃描、產(chǎn)品建模和數(shù)控加工三項(xiàng)技術(shù)。

2.1數(shù)字化掃描

掃描就是使用模擬式或非接觸式激光掃描側(cè)頭對(duì)模型表面進(jìn)行連續(xù)掃描，以采集模型的表面坐標(biāo)值等數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)。該流程是最關(guān)鍵的步驟之一，由于逆向工程是一個(gè)推理過(guò)程，任何誤差都會(huì)在推理過(guò)程中被放大，所以，掃描采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，傳感器技術(shù)已經(jīng)非常成熟，這為提高采集數(shù)據(jù)的精確度創(chuàng)造了條件。數(shù)字化掃描過(guò)程一定要仔細(xì)謹(jǐn)慎，不能急于求成，具體操作過(guò)程中可以進(jìn)行多次采集，對(duì)比選擇最優(yōu)結(jié)果。

2.2產(chǎn)品建模

產(chǎn)品建模就是根據(jù)掃描的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，快速制作出零件CAD模型，該階段完成了零件的初步模型設(shè)計(jì)。由于CAD模型在設(shè)計(jì)時(shí)含有一些復(fù)雜型面，這時(shí)只使用一張曲面對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行模擬是不行的，該方法過(guò)于簡(jiǎn)單，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果。因此，常見(jiàn)的做法是，首先依據(jù)原形特征將測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)分成不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域擬合一個(gè)曲面，然后使用曲面過(guò)渡和求交法將不同曲面進(jìn)行連接，進(jìn)而形成一個(gè)整體。產(chǎn)品建模階段除了要求設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)豐富外，還需要一些必要的軟件，這些軟件能夠顯著減小工作量，節(jié)省工作時(shí)間。

2.3數(shù)控加工

數(shù)控機(jī)床要根據(jù)零件的加工內(nèi)容量和設(shè)備來(lái)決定工序的分散集中程度，并要遵循先粗后精的工藝源，進(jìn)行校形或消除殘余應(yīng)力，并在精加工過(guò)程中對(duì)誤差進(jìn)行修正。最后，為了消除重復(fù)定位誤差影響，需要提高孔系的同軸度，然后再加工其它坐標(biāo)位置的孔。

3.結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和制造業(yè)水平的不斷提高，中國(guó)制造產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)中逐漸推廣起來(lái)。近幾年來(lái)，逆向工程技術(shù)已經(jīng)成為前沿的工業(yè)制造技術(shù)，發(fā)展和熟練掌握這種技術(shù)對(duì)促進(jìn)我國(guó)制造業(yè)額進(jìn)一步發(fā)展具有重要的意義。從目前來(lái)看，對(duì)逆向工程技術(shù)的應(yīng)用還不是十分完善，仍然缺乏重要的技術(shù)指導(dǎo)和軟件支持。但是，逆向工程在模具制造業(yè)的應(yīng)用空間還行業(yè)中得到更大的發(fā)展。