逆向工程实验指导书

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1、实验逆向工程实验指导书实验项目编号：实验项目名称：反求设计实验（中文）ReverseDesignExperiment（英文）实验类型：验证实验学时数：4学时每组核定人数：8人适用专业：机械制造先修课程和环节：学握机械设计的基础理论；创新设计理论和方法；反求设计基本理论，过程一、实验目的逆向工程实验的目的是，使学主学习相关专业理论的同时、拓宽知识面，加强对实践环节的认识，通过学生对三坐标测量机的操作，快速成型加工工艺、制作后处理的参与等使学生更加勒戒反求的实用价值。1）训练学生熟练掌握机械零件儿何量的检测方

2、法和手段，了解零件的儿何量的反求分析过程；2）了解分体制造（LOM）技术的基木原理、基木方法和应用。3）了解三维扫描的慕本原理、扫描点云的后处理，加深根据扫描数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程认识；4）要求初步了解三处标测量机、快速成型儿、三维扫描仪、真空注型机的功能特点、控制面板的使用、机床的操作、调整等；5）初步掌握逆向工程中使用的各种软件；二、实验内容及基本原理（-）实验内容本实验内容包括以下四个部分：1）实物扫描实验：运用三维处标扫描仪对需要反求的实物进行扫描，得出点云图2）软件进

3、行点云处理：将扫描得到的点云图，进行Imageware软件软件处理为三维CAD模型；3）快速成型加工实验：件对上步得到的三维CAD模型进行分析，利用快速成型机制作实体模型4）对实体模型进行后处理，打磨、抛光、涂漆；（-）实验原理1）三维坐标扫描：三维扫描仪设备应用于逆向工程技术介绍：①三维扫描速度极快，数秒内可得到100多万点；②一次得到一个面，测量点分布非常规则；③精度高，可达0.03mm；④单次测最范用人（激光扫描仪一•般只能扫描50mm宽的狭窄范伟I）；⑤便携，可搬到现场进行测最;⑥可对较重、大型工

4、件（如模具、浮雕等）进行测量；⑦大型物体分块测量、白动拼合；⑧大景深：300〜500mm；⑨可采集彩色数据。结构光三维扫描原理：三维扫描仪光栅编码法测量组成原理如图1所示，光源照射光栅，经过投射系统将光栅条纹投射到被测物体上，经过被测物体形面调制形成测量条纹,由双1=1摄像机接受测最条纹，应用特征I兀配技术、外极线约束准则和立体视觉技术获得测最被测物CCD1CCD2计算机曲面的三维数据。图1三维扫描仪光栅编码法原理2）快速成型加工：快速成型制造技术20世纪80年代起源于FI本，是近20年来制造技术领域的一

5、次重大突破。快速原型技术是用离散分层的原理制作产品原型的总称，其原理为：产品三维CAD模型一分层离散一按离散麻的平面几何信息逐层加工堆积原材料一生成实体模型。该技术集计算机技术、激光加工技术、新型材料技术于一体，依靠CAD软件，在计算机中建立三维实体模型，并将其切分成一系列平面儿何信息，以此控制激光束的扫描方向和速度，采用粘结、熔结、聚合或化学反应等手段逐层有选择地加工原材料，从而快速堆积制作出产品实体模型。快速成形技术系统的工作流程，如图2示快速原型技术突破了“毛坯一切削加工一成品”的传统的零件加工模式

6、,开创了不用刀具制作零件的先河，是一种前所未有的薄层迭加的加工方法。与传统的切削加工方法相比,快速原型加工具冇以下优点：(1)可迅速制造出自由曲而和更为复杂形态的零件，如零件屮的凹槽、凸肩和空心部分等，大大降低了新产品的开发成本和开发周期。(2)属非接触加工，不需要机床切削加工所必需的刀貝和夹具，无刀具磨损和切削力影响。(3)无振动、噪声和切削废料。(4)可实现夜间完全自动化生产。(5)加工效率高，能快速制作出产品实体模型及模具。RPM技术的具体工艺不下30余和A最为成熟的以下四利-1.立体印刷(SLA—

7、StereolithgraphyApparatus)将激光聚焦到液态固化液态材料(如光固化树脂)表面，令其有规律地固化，由山到线，到而，完成一个层浙的建造；而后升降平台，移动一个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，再建造一个层，山此层层迭加，成为一个三维实件(如图3所示)。激光立体造型制造梢度目前可达±0.1mm,主要用作为产品提供样品和实验模型。此外，口本帝人制机开发的SOLIFORM可直接制作注射成型模具和真空注塑模具。图3立体印刷工艺原理图1.分层实体制造（LOM,LaminatedodjectM

8、anufacturing）它采用激光或刀貝对箔材进行切割而获得一个层而。具体的说，首先切割出工艺边框和原型的边缘伦廓线，1何后将不属于原型的材料切割成网格状。通过升降平台的移动和箔材的送给，可以切割出新的层片，并将其与筠冇的层片粘接在一起，这样层层迭加后得到一个块状物；最后将不属于原型的材料小块剥除，就获得所需的三维实体。这里所说的箔材可以是涂覆纸（涂有粘接剂覆层的纸），涂覆陶瓷箔、金属箔或其他材质基的箔材（如图4所示）。L0