基于逆向工程的模具设计与制造方法研究

逆向工程技术-与模具数字制造技术

1.绪论：简单介绍逆向工程技术和模具数字制造技术的概 念及应用；.逆向工程技术的原理：描述逆向工程技术的原理，包括数据 收集、采样、测量和建模；

2 .模具数字制造技术的原理：描述模具数字制造技术的原理， 包括设计模型、数据处理和三维打印；.逆向工程技术与模具数字制造的比较：对比逆向工程技术和 模具数字制造技术的优势和劣势；

3 .应用前景：介绍两项技术在未来的应用前景；.总结：总结两项技术的发展前景及展望未来的应用。第一章: 绪论

逆向工程技术是一种利用实体物品的三维尺寸、纹理信息采集、

识别和表达的技术。它可以将实物精确地数字化，并以3D图 形的形式表示出来。它主要应用于CAD/CAM/CAE系统中， 可以将实际产品转化成数字模型，从而简化设计过程，降低设 计成本，提高设计效率。

而模具数字制造技术则是一种将CAD设计模型直接生产出实 物的技术。它使用CAD/CAM设计模型，操作CNC机器，从 而制造出精密的实物零件和部件。模具数字制造技术的主耍应 用领域包括汽车、机械、建筑、航空航天以及日用品等行业， 使得个性化定制和快速原型测试成为可能。第二章：逆向工程 技术的原理 逆向工程技术的基本原理包括数据收集、采样、测量和建模。

首先，从客观物体中收集数据。然后，对数据进行采样，以准 确反映物体表面的结构特征。接下来，对收集到的数据进行测 量，以获取实体物体的三维尺寸信息。最后，根据收集到的数 据建立三维模型。 数据收集采用激光扫描等方式，可以比较精确地把实体物体的 表面信息转换为数字信息，从而识别物体的结构信息。采样时, 采用空间抽样的方法，可以对物体细节处理，以使模型更加准 确。测量时，采用X、Y、Z的方式，精确的识别出物体的三 维尺寸信息。最后，建模时，借助相关软件，将物体的尺寸信 息整合成三维模型。第三章：模具数字制造技术的原理模具数字制造技术的原理包括设计模型、数据处理、三维打印 等。设计模型是将客观物体的尺寸信息转化为CAD设计模型, 这可以使用逆向工程技术来实现。然后，将CAD模型数据处 理成适合CNC机器加工的格式，如G-code等。最后，对处理 后的数据进行三维打印，以生产精密的实物部件。

模具设计制造中逆向工程技术的应用

摘要：模具市长/市场竞争越来越激烈，新产品层出不穷，技术水平不断提高。模具企业不仅要快速开发产品，还要进行创新设计。逆向工程具有快速、高效、高质量开发新产品的优点，广泛应用于模具设计和生产，具有广阔的发展前景。

关键词：模具设计制造；逆向工程技术；应用

引言

逆向工程(ReverseEngineering，Re)(也称为逆向工程)是基于现有产品模型逆向启动产品设计数据、通过测量设备获取产品的3D数据、重复使用逆向软件重建产品的3D模型的技术。立体成像(SL)是以液体光敏树脂为材料的三维打印技术之一，打印时在紫外激光扫描光敏树脂表面、扫描区域进行光聚合固化，成为零件截面的薄层，固化逆向工程在模具、汽车、航空等领域有很好的应用前景，结合三维打印技术很好。

1.逆向工程技术

在人们生活水平不断提高的过程中，现代技术产品的换代越来越快，产品功能呈现出多种发展趋势。模具制造要快，质量好，更新快。传统模具制造不能满足客户需求，采用现代模具制造技术加工，通过三维反扫描技术可以有效满足现代工业生产的实际需求。逆向工程又称逆向工程、逆向工程等。通过工程塑料零件的物理基础，三维扫描技术，获取三维点云数据信息，利用逆向工程软件进行模型处理和设计，获取工程塑料零件的各种模型参数信息。

2.逆向工程技术的分类

逆向工程技术可根据请求的数据分为几何逆向材料、工艺逆向材料和逆向材料。几何反演是根据实际样本几何截面的数字化信息对样本CAd模型进行反演。使用三维扫描仪专业准确地扫描物理对象，处理收集的产品的三维数据，在软件中实现可重构的CAD数据模型，获得样品的三维实体模型。3D实体模型可让您生产产品或模具、对原始产品进行不同程度的修改以及模拟。工艺逆向和材料的逆向反应是对制造工艺和产品使用过程的推理，得出实用的产品制造方法。

3.模具设计制造中逆向工程技术的应用流程

3.1数据测量与采集

测量和数据采集是防塑料模具设计的第一步，基于测量过程中侧头是否与工件接触，目前接触模具的测量精度高，对工件的表面光和颜色没有特殊要求，但在测量过程中必须严格控制测量速度，以免损坏侧头。非接触式具有测量速度快，但测量精度低的优点，测量过程中工件表面的光线要适中，目前常用于测量表面结构复杂的工件。数据测量是连接物理工件和三维数据模型的两个孤立过程的数字化处理桥梁，为了满足当前行业在测量过程中对高设计效率的需求，必须充分描述工件的几何特征，并使用适当的技术和工具来减少扫描和采集无用的点云数据。通常，CMM测量工件表面点云数据，通过表面特征情况分析自动编程表面片测量路径，减少测量时的抗干扰能力，提高测量效率，及时保证点云数据下的表面质量。

毕业设计（论文）任务书 题目： 基于逆向工程技术的人物面具模具设计 姓名 学院 专业 机械设计制造及其自动化 学号 指导老师 职称 教研室主任

一、基本任务及要求：

1. 使用 3DSS 三坐标扫描仪，结合 3dssstd 测得人物面具表面点云数据；

2. 用 Geomagic 对点云数据处理，构建人物面具表面数字模型；

3. 运用 UG软件完成人物面具零件的实体建模，并应用快速成型技术造型；

4. 学习注射成型原理，应用UG MoldWizard 分模，完成面具注射模具设计；

5. 应用 Moldflow 软件实现注塑模流分析并优化模具设计；

6. 完成模具装配图及主要零部件工程图，按照要求撰写设计论文。 二、进度安排及完成时间：

1．调研准备阶段。时间：2011-12-26～2012-2-26

了解课题内容，搜集有关技术文献资料，自学 CAD 软件和相关设计技术。 2．确定设计方案。时间：2012-2-27～2012-3-30 完成文献综述和开题报告，提出完成课题的初步方案，并对方案优、缺点进行比较，分析实可 行性，按实际条件确定实施方案。

3. 设计及实验。时间：2012-3-31～2012-5-20

使用三坐标扫描仪测量模型数据，应用 CAD/CAM技术完成注射模具设计，并借助毕业实习环节 学习完善设计。 4. 撰写毕业设计说明书。时间：2012-5-21～2012-6-5 按湖南工程学院毕业设计说明书相关标准要求撰写毕业设计说明书。 5．毕业答辩工作。时间：2012-6-8～2012-6-10

6. 毕业设计整改。时间：2012-6-11～2012-6-20

目录

摘要........................................................................................................................................I 

模型的逆向工程实体建模技术(doc 14页)

基于STL模型的逆向工程实体建模技术

内容摘要:摘要：针对以STL数据表示的零件模型，在分析结构件模型几何特点的基础上，提出了一种以几何体素分离与拓扑关系重建为基础的STL模型逆向工程实体建模技术。通过对三角面片的合并实现平面、柱面、锥面等基本几何体素的分离，并利用Parasolid系统完成体素重构，进一步提取几何体素之间的布尔关系，从而实现含拓扑关系的产品模型重构。利用这一方法，可以实现RE/RP系统与通用CAD系统之间的快速集成，实现产品数据在不同系统之间顺畅传递。模型重建1逆向工程CAD技术与STL模型逆向工程CAD技术一般以数字化测量设备的输出数据为原始信息来源[1]。

摘要：针对以STL数据表示的零件模型，在分析结构件模型几何特点的基础上，提出了一种以几何体素分离与拓扑关系重建为基础的STL模型逆向工程实体建模技术。通过对三角面片的合并实现平面、柱面、锥面等基本几何体素的分离，并利用Parasolid系统完成体素重构，进一步提取几何体素之间的布尔关系，从而实现含拓扑关系的产品模型重构。利用这一方法，可以实现RE/RP系统与通用CAD系统之间的

数据的预处理。

本文研究重点是几何模型重建，因此我们使用的数据都是经过预处理以后的有效数据，而非来自测量设备的原始数据。

2 基于STL模型的逆向工程实体建模

STL模型是以三角形集合来表示物体外轮廓形状的几何模型[2]。在实际应用中对STL模型数据是有要求的，尤其是在STL模型广泛应用的RP领域，对STL模型数据均需要经过检验才能使用。这种检验主要包括两方面的内容：STL模型数据的有效性和STL模型封闭性检查。有效性检查包括检查模型是否存在裂隙、孤立边等几何缺陷；封闭性检查则要求所有STL三角形围成一个内外封闭的几何体[3]。本文中讨论的STL模型重建技术中的STL模型，均假定已经进行有效性和封闭性测试，是正确有效的STL模型。