拉伸模具逆向设计.doc

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1、第一章绪论1.逆向工程的概念、特点及意义当今工业中的许多领域，都需要已存在物体的计算机几何模型，但往往又得不到现成的这类几何模型的原始数据，这就需要通过实际形体来生成计算机几何模型，逆向工程因此应运而生。逆向工程（ReverseEngineering，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，如示意图1.1。图1.1正向工程流程

2、图而逆向工程是一个“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实体，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，其设计过程示意图如图1.2。图1.2逆向工程设计流程图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”

3、的总称既然是引用，必须将出处作为参考文献列入。。首先利用电子仪器去收集物体表面的原始数据，之后再使用软件计算出采集数据的空间坐标，并得到对应的颜色。三坐标测量仪就是这样的专业仪器之一，它能对物体作全方位的扫描、然后整理数据、三维造型、格式转换、输出结果。整个操作过程，可以分为四个步骤：(1)物体数据化：普遍采用三坐标测量机（或激光扫描仪）来采集物体表面的空间坐标值。(2)从采集的数据中分析物体的几何特征：依据数据的属性，进行分割、再采用几何特征和识别方法来分析物体的设计及加工特征。(3)物体三维模型重建：利用CAD软件，把分割后的三维数据作表面模型的拟合，得出实物的三

4、维模型。(4)检验、修正三维模型。产品逆向工程是在产品设计中广泛应用的一种非常重要的设计方法，文中立足于在传统正向设计思路中引入逆向工程概念，合理有效的应用目前的Cax（包括CAD，CAM，CAID等）系统。该方法可加快产品的造型设计速度，大大缩短新产品的开发周期。逆向工程主要是研究他人或现存的系统或产品，发现其规律，以复制、改进并超越现有产品或系统的过程。逆向工程不仅仅是对现实世界的模仿，更是对现实世界的改造，是一种超越。它所涉及的关键技术主要包括：三维实体几何形状数据采集、规则或大量离散数据处理、三维实体模型重建、加工等。仿制是产品发展的原动力，逆向工程是产品研发

5、的有效途径。逆向工程把三坐标测量机、CAD/CAM/CAE软件、CNC机床有机而又高效地结合在一起，成为产品研发和生产的一个高效、便捷的途径。逆向工程不仅仅是产品的仿制，它更肩负着数学模型的还原和再设计的优化等多项重任。随着技术更新换代速率的加快和消费水准的不断提高，很多行业也纷纷采用逆向工程技术进行产品设计。要在较短的周期循环中完成多样性、独特性和具有高竞争力的产品，必须尽快加速制造业的基础一模具业的发展。过去，模具工厂是依靠技术工人手工制作复杂表面，后来发展了通过仿形机直接进行样件仿形的铣削加工方法。但是这些传统的模具制造工艺的效率和精度都无法满足生产要求，严重制

6、约了模具设计加工的发展。而逆向工程技术则为快速设计和制造提供了很好的技术支持，能大大提高模具设计制造的精度和效率。2.冲压的概念及特点冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料实加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求

7、的冲模，批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力机要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不会破坏冲压件的表