逆向工程说明书

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先进制造技术
先进制造技术第4章产品逆向工程西南交 大
一.逆向工程概述
2.逆向工程
逆向工程（Reverse Engineering 简称RE），又称反求工程或逆 向设计，是将已有产品模型（实物模型）转化为工程设计模型 和概念模型，并在此基础上进行工程分析和再创新设计的一种 方法和应用技术，可有效提高产品的技术水平，缩短设计周期， 增强产品竞争力，是消化、吸收先进技术，进而创新和开发各 种新产品的重要手段。逆向工程作为吸收先进技术的一种手段， 使产品研制周期缩短百分之四十以上。掌握逆向工程技术，对 我国国民经济的发展、科学技术水平的提高和企业快速响应市 场能力的提升，具有重要的工程意义。
二. 逆向工程系统及工作原理
(2) 立体视觉测量技术
立体视觉测量是根据同一个三维空间点在不同 空间位置的两个（或多个）摄象机拍摄的图像中 的视差，以及摄象机之间位置的空间几何关系来 获取该点的三维坐标值。立体视觉测量面临的最 大困难是空间特征点在多幅数字图象中提取与匹 配的精度与准确性等问题。
二. 逆向工程系统及工作原理
测量方式 测量精度 传感器 测量速度 前置作业 工件材质 测量死角
误差
优点
缺点
先进制造技术
激光扫描仪
三坐标测量机
非接触式
接触式
10～100 μm
1 μm
光电接收器件
开关器件
1000～12000点／秒
人工控制（较慢）
通常表面需喷漆，无基准点
设定坐标系统，校正基准面
无限定
硬质材质
(1) 硬式测头
硬式测头即机械测头，硬测头多 用于精度要求不太高的小型测量机 中，成本较低、操作简单。

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业设计专业：材料成型及控制工程班级学号：材料0612 - 01学生姓名：AB指导教师：CD 讲师二〇一一年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计鼠标底座逆向设计与模具设计The mouse base reverse design and mold design专业班级：材料0612学生姓名：指导教师：讲师学院：机械工程学院2010年6月摘要随着计算机技术的迅速发展，计算机三维造型技术特别是逆向工程技术在工业上已经得到了广泛的应用。

为了解决塑料产品外形设计周期长的困难，该课题研究了鼠标外形的逆向工程造型方法，并对逆向工程概念、方法进行系统的阐述，同时又以鼠标为例详细介绍了对鼠标外形进行逆向工程的步骤。

将逆向工程技术应用到塑料鼠标模具的设计与制造中，从而实现注塑模的快速设计与制造。

本课题主要是鼠标底座的逆向设计与模具设计, 首先采用三坐标测量仪采集数据，利用UG和Imageware软件进行点云数据处理、模型重建。

然后通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模具来生产鼠标底座塑件产品，以实现自动化提高产量。

该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，针对鼠标底座的具体结构，该模具是潜伏式浇口的单分型面注射模具，通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。

关键词：逆向工程；点云；鼠标；注塑模具；分型面ABSTRACTWith the rapid development of computer technique,the technology of 3D computer-aided prototyping,especially the Reverse Engineering,has been more widely used in industry.In order to solve the plastic product appearance design cycle long difficulties，This research a mouse shape modelling of reverse engineering and the methods to reverse engineering concept, methods, systematic expatiation on the mouse again at the same time as an example of the mouse shape introduced in detail the steps to reverse engineer.Will reverse engineering technology is applied to plastic mouse die design and manufacture, so as to realize the rapid injection mold design and manufacturing.This topic is the base of the reverse design is the mouse with mold design, first adopt three coordinates measuring instrument gathering data, using UG and Imageware software to the point cloud data processing, model reconstruction. Then through the plastic parts for process analysis and comparison, the final design out a pair of injection mold to produce a mouse base plastic product, in order to realize automation to increase production. This topic from product structure technology, based on the mould structure, specific to mould gating system, the structure of its molding part, ejection system, cooling system, the injection molding machine selection and related parameter checking, have detailed design, according to the specific structure of mouse base the mould is latent type gate of single parting surface injection mould, through the whole design process shows that the mold can achieve the required plastic parts processing.Key Words：Reverse Engineering；Point Cloud；Mouse；Injection Mold；Parting Surface目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2模具的种类 (1)1.3模具的应用 (1)1.4逆向工程原理 (2)1.5逆向工程特点 (2)1.6逆向建模的一般流程图 (3)1.7逆向工程的应用领域 (3)2 逆向建模 (4)2.1逆向工程一般步骤 (4)2.1.1实体三维数据的获得——扫描 (4)2.1.2点云处理 (5)2.1.3曲面重构 (5)2.1.4实体建模 (6)2.2逆向工程软硬件设备 (6)2.2.1扫描设备 (6)2.2.2点云曲面处理软件 (7)2.2.3实体建模软件 (9)2.3鼠标外形逆向开发的流程 (9)2.3.1模型分析 (9)2.3.2扫描 (9)2.3.3点云数据清理 (10)2.3.4数据对齐 (11)2.3.5点云分割提取各特征的点云 (12)2.3.6曲线构造 (13)2.3.7曲面构造 (13)2.3.8实体构造 (14)2.3.9鼠标其它特征创建 (14)2.3.10质量评估检测 (14)3鼠标底座塑料零件分析 (16)3.1零件的结构和特点 (16)3.2塑料件的材料 (16)3.2.1对塑料的认识 (16)3.2.2塑料的成型工艺特点 (17)3.2.3常用塑料及特性 (17)3.2.4工程塑料（ABS）的特性及注射工艺性 (18)3.3鼠标底座塑料件的参数 (19)4注射机的选用 (20)4.1选用注射机的方法和原则 (20)4.2注射机的种类和应用范围 (20)4.3注射机的选用 (20)4.3.1常用注射机 (20)4.4注射机参数的校核 (22)4.4.1最大注射量的校核 (22)4.4.2注射压力的校核 (22)4.4.3锁模力的校核 (22)4.4.4最大注射成型面积的校核 (22)5塑料注射模具设计 (23)5.1型腔数目和分布 (23)5.2分型面的选择 (24)5.3型芯和型腔 (24)5.3.1型芯和型腔的结构 (24)5.3.2型芯和型腔的尺寸 (26)5.3.3型腔的结构设计 (26)5.3.4型芯的结构设计 (26)5.3.5型腔、型芯内镶件结构设计 (26)5.4浇注系统 (26)5.4.1主流道和冷料井设计 (26)5.4.2分流道设计 (27)5.4.3浇口设计 (27)5.5顶出机构 (28)5.5.1顶出机构的作用和种类 (28)5.5.2顶杆推出机构的组成 (28)5.5.3顶杆顶出机构的设计 (29)5.6导向机构 (29)5.6.1导向机构的作用和组成 (29)5.6.2导柱的设计 (30)5.6.3导套的设计 (30)5.7侧向分型与抽芯机构的设计 (31)5.8冷却和排气系统 (31)5.8.1冷却系统 (31)5.8.2排气系统 (32)5.9模架的选用 (32)6.模具总装配 (34)总结 (35)参考文献 (36)附录 (37)致谢 (57)1 绪论1.1选题背景及意义在塑料产品的开发过程中，几何造型技术已使用得相当广泛。

•逆工程技术的评价标准
(1) 采样数据的完整性 (2) 尽可能短的设计周期 (3) 尽可能低的设计成本 (4) 标准部件的利用率 (5) 产品质量优良
逆向工程的应用途径： (1) 尽管计算机辅助设计技术(CAD)发展迅速，各种商
业软件的功能日益强大，但目前还无法满足一些复杂曲面零 件的设计需要，还存在许多使用油泥或泡沫模型代替CAD 设计的情况，最终需要运用逆向工程将这些实物模型转换为 CAD模型。
一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材 料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以 下几个内容： (1) 新零件的设计，主要用于产品的改型或仿型设计。 (2) 已有零件的复制，再现原产品的设计意图。 (3) 损坏或磨损零件的还原。 (4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质 量等，以及进行模型的比较。
(5)模型信息处理及CAD模型的建立 构造物体的二维CAD模型，这个模型是最基本的创新设
计模型平台。在此基本平台上，设计人员可交互构造特征线， 自曲面整体变形技术，实现CAD模型动态修 改。
(6)标准化部件库的建立 分析所涉及的各类产品结构的基础上，研究产品的基本组
(1)实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分析，从 而再创造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多 方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。 (2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、 有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软 件逆向有三类：既有实物，又有全套技术软件；只有实物而无技术 软件；没有实物，仅有全套或部分技术软件。 (3)影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图 片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构 思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。

逆向工程一、逆向工程的概念为适应现代先进制造技术的发展。

需将实物样件或手工模型转化为CAD数据，以便利用快速成形系统、计算机辅助系统等对其进行处理。

并进行修改和优化设计。

逆向工程专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手段，实现从实际物体到几何建模的直接转换。

逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计等学科。

是CAD领域最活跃的分支之一。

逆向工程（Reverse Engineering，RE）是对产品设计过程的一种描述。

在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。

这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。

逆向工程则是一个“从有到无”的过程。

简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。

随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。

通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到CAM系统完成产品的制造。

因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。

图1逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。

从图1中我们可以看出，逆向工程的整个实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系统的过程。

因此，逆向工程是一个多领域、多学科的系统工程，其实施需要人员和技术的高度协同、融合。

逆向工程可以迅速、精确、方便地获得实物的三维数据及模型,为产品提供先进的开发、设计及制造的技术支撑。

据统计,国外70%以上的技术来自于反求。