塑料第二章課件

1、第2章 模具設(shè)計(jì)先進(jìn)技術(shù)本章應(yīng)知 ：本章主要講述了模具先進(jìn)設(shè)計(jì)是模具先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。 本章應(yīng)會： 了解我國模具設(shè)計(jì)的方法及模具設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用 熟悉模具制造工藝及模具標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用。 了解模具制造技術(shù)及模具先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用范圍。2.1現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)模具先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)是模具先進(jìn)創(chuàng)造技術(shù)的基礎(chǔ)。它是以滿足產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本/價(jià)格綜合效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動過程所用到的技術(shù)群體的總稱。其內(nèi)涵就是以市場為驅(qū)動，以知識獲取為中心，以產(chǎn)品全壽命周期為對象，人、機(jī)、環(huán)境相容的設(shè)計(jì)理念。模具設(shè)計(jì)是以用戶需求為目標(biāo)，在一定設(shè)計(jì)原則的

2、約束下，利用設(shè)計(jì)方法和手段創(chuàng)造出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的過程。設(shè)計(jì)技術(shù)是指在設(shè)計(jì)過程中解決具體設(shè)計(jì)問題的各種方法和手段。隨著社會的進(jìn)步，人類的設(shè)計(jì)活動也經(jīng)歷了“直覺設(shè)計(jì)階段經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段半理論半經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)（傳統(tǒng)設(shè)計(jì)）階段”的過程。自20世紀(jì)中期以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和各種新材料、新工藝、新技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)品的功能與結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，市場競爭日益激烈，傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)方法和手段已難以滿足市場需求和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求。計(jì)算機(jī)科學(xué)及應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，促使工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了一系列先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)。 2.1.1現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)范圍1. 基礎(chǔ)理論 模具的功能是使材料成形為產(chǎn)品零件，其成形過程是材料在外力作用下發(fā)生各種變形和流動。材料的變形

3、和流動成形可分為固態(tài)成形、液態(tài)成形及半固態(tài)成形。其成形規(guī)律的發(fā)生、控制及使其處于最優(yōu)化目標(biāo)的一些因素的選擇確定，遵循數(shù)學(xué)、物理學(xué)的基本規(guī)律，包括運(yùn)動學(xué)、靜力學(xué)、動力學(xué)、材料力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)等。模具是一種工藝裝置，它是由很多模具零件組合裝配在一起的。模具零件正是一些機(jī)械零件或機(jī)構(gòu)，它們在受到材料變形力作用下發(fā)生變形。其變形形式包括拉伸、壓縮、剪切、彎曲及其組合，乃至斷裂。模具零件在工作時(shí)保持某種穩(wěn)定平衡狀態(tài)，它們的結(jié)構(gòu)尺寸、形狀位置關(guān)系，遵循一些基本力學(xué)、數(shù)學(xué)規(guī)律。故模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到應(yīng)用力學(xué)、數(shù)學(xué)理論的指導(dǎo)。因此，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)自然有應(yīng)用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的基礎(chǔ)理論，這些基礎(chǔ)技術(shù)

4、是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的源泉。2.材料成形工藝技術(shù) 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)過程必然與材料成形工藝發(fā)生聯(lián)系。模具設(shè)計(jì)人員理應(yīng)知曉材料成形技術(shù)，應(yīng)該具備其成形工藝知識。 金屬材料、有機(jī)高分子材料及無機(jī)非金屬材料的成形工藝有很大區(qū)別。且此三大類材料里各小類材料的成形工藝又不盡相同，各有自己的特點(diǎn)?？梢哉J(rèn)為，幾乎每一小類材料的成形工藝技術(shù)均發(fā)展成為一門學(xué)科、一門課程。3.CAD/ CAM/ CAE技術(shù)3C技術(shù)，即CAD/CAM/CAE技術(shù)，是進(jìn)行現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)必備的基礎(chǔ)技術(shù)。其中的CAD是英文computer aided design的縮寫，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是人和計(jì)算機(jī)相結(jié)合、各盡所長的新型設(shè)計(jì)方法。CAM是英文c

5、omputer aided manufacturing的縮寫，即計(jì)算機(jī)輔助制造，是利用計(jì)算機(jī)對制造過程進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理和控制。CAE是英文computer aided engineering的縮寫，即計(jì)算機(jī)輔助工程，重點(diǎn)是利用計(jì)算機(jī)軟件對材料變形過程、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬分析。模具CAD/CAM/CA技術(shù)是自20世紀(jì)60年代以來迅速發(fā)展起來的，新興的、綜合性的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，是設(shè)計(jì)人員在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的引導(dǎo)與幫助下，根據(jù)一定的設(shè)計(jì)流程進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一項(xiàng)專門技術(shù)，是人的智慧和創(chuàng)造力與計(jì)算機(jī)軟硬件功能的巧妙結(jié)合。設(shè)計(jì)人員通過人機(jī)交互操作方式進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)思，直觀、形象地建立集合模型，快速準(zhǔn)確地進(jìn)行性能分

6、析和計(jì)算，進(jìn)而利用專用信息庫（數(shù)據(jù)庫和圖形庫）進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制工程圖。模具CAD/CAM/CAE軟件業(yè)已開發(fā)了很多種，包括UGII、CATIA、SOLIDEAGE、MDT、ME等。這些軟件是集成的、全過程驅(qū)動的工業(yè)設(shè)計(jì)3C軟件包。它們能有效地進(jìn)行概念定義、控制及評估，尤其能對復(fù)雜模具和機(jī)械零件進(jìn)行自動化設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)，包括實(shí)體建模、特征建模、自由曲面建模、用戶自定義特征、工程制圖、裝配建模、高級裝配虛擬制造、標(biāo)準(zhǔn)件庫和幾何公差等。而其CAM系統(tǒng)功能很強(qiáng)，包括車加工、銑、刨、磨等傳統(tǒng)切削加工和先進(jìn)的切削加工、線切割、先進(jìn)的放電加工及切削仿真、刀具分類庫等。有的軟件包則具有飯金件設(shè)計(jì)、制造

7、、排樣、沖模設(shè)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)了全相關(guān)的和數(shù)字化實(shí)體模型之間的無縫數(shù)據(jù)共享等功能模塊。4. 機(jī)械加工知識 模具制造的內(nèi)容，除了模具的組合裝配、調(diào)試修模以外，主要是指模具零件的機(jī)械加工，它包括切削加工和熱處理兩個(gè)方面。 很多模具零件尤其是模具中的工作零件及導(dǎo)向零件，均有一些切削加工以外的技術(shù)要求。比如，需要對它們進(jìn)行熱處理，提高其硬度與強(qiáng)度，使模具能正常工作并延長其壽命。5.模具標(biāo)準(zhǔn)化知識模具標(biāo)準(zhǔn)是指在模具設(shè)計(jì)和制造中應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)和難則，也是模具3C工作的基礎(chǔ)。世界各國對模具設(shè)計(jì)均已制訂了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我國的模具標(biāo)準(zhǔn)雖然稱不上很完整與很科學(xué)，但還是有很多標(biāo)準(zhǔn)制訂出來了，且已形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系

8、，需要執(zhí)行和應(yīng)用。2.1.2、現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)內(nèi)容方法與程序1. 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)內(nèi)容傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)技術(shù)以“靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、類比和手工”為基本特征，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，多是利用手冊中的有關(guān)數(shù)據(jù)，采用較大的安全系數(shù)，強(qiáng)調(diào)零部件的計(jì)算。其優(yōu)點(diǎn)是比較簡單，設(shè)計(jì)費(fèi)用低，極大地限制了實(shí)際設(shè)計(jì)水平的提高，不利于具有產(chǎn)品創(chuàng)新能力。2.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本任務(wù)是繪圖和計(jì)算。模具設(shè)計(jì)方法已經(jīng)從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法發(fā)展為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。即便從狹義的設(shè)計(jì)角度，也可看出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)經(jīng)歷了兩個(gè)過渡：一是從手工繪圖，繪制出二維模具結(jié)構(gòu)圖紙，包括模具裝配圖和模具零件圖，過渡到了計(jì)算機(jī)繪圖，繪制二維模具結(jié)構(gòu)圖及三維的模具透視圖；二

9、是從僅有簡單的工藝計(jì)算過渡到了利用計(jì)算機(jī)及其通用、專用軟件的工藝計(jì)算及變形分析模擬與動態(tài)過程描述。3.模具設(shè)計(jì)過程根據(jù)產(chǎn)品（有時(shí)還要測繪或設(shè)計(jì)）要求，首先，分析確定其加工工藝方法及過程，然后，構(gòu)思模具原理圖，進(jìn)而，正式設(shè)計(jì)繪制出能實(shí)現(xiàn)這種工藝且符合工程規(guī)定與習(xí)慣的模具結(jié)構(gòu)圖紙，包括模具裝備和模具零件圖 （或者為CAM提供模具結(jié)構(gòu)尺寸、形位偏差、精度要求等的CAD信息）。4.模具設(shè)計(jì)程序模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般程序如圖2-1所示。2.1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 模具作為一種高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，它的技術(shù)水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要評價(jià)指標(biāo)。早在CAD/CAM技術(shù)還處于發(fā)展

10、的初期，CAD/CAM就被模具制造業(yè)競相吸收應(yīng)用。目前國內(nèi)的模具制造企業(yè)約有20 000家，約5060的企業(yè)較好地應(yīng)用了CAD/CAM/CAE/PDM技術(shù)。1.模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用1.模具CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)則是在模具CAD和模具CAM基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)與制造的綜合計(jì)算機(jī)化，是設(shè)計(jì)與制造的一體化。在設(shè)計(jì)中表現(xiàn)如下特點(diǎn)；1）模具CAD/ CAM所包含的基本內(nèi)容是計(jì)算機(jī)輔助某種類型模具的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析仿真和繪圖，以及數(shù)控加工自動編程等的有機(jī)集成。模具CAD與模具CAM關(guān)系十分密切，在模具生產(chǎn)中沒有明確的分界。一般模具CAD/CAM系統(tǒng)有以下基本功能：具有三維圖形處理及模

11、具設(shè)計(jì)所必須的圖形處理功能。具有計(jì)算功能和數(shù)據(jù)處理功能。具有模具設(shè)計(jì)的技術(shù)計(jì)算、成本估算能力，具備設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)檢索、存儲等基本數(shù)據(jù)處理功能。具有數(shù)控繪圖功能。具有數(shù)控機(jī)床加工自動編程功能，用于模具三維、二維及孔的加工等。2）在模具CAD/CAM系統(tǒng)中，產(chǎn)品的幾何模型及加工工藝等方面的信息是產(chǎn)品的最基本的核心數(shù)據(jù)，是整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。通過模具CAD/CAM系統(tǒng)的計(jì)算、分析和設(shè)計(jì)而得到大量信息，可運(yùn)用數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將存儲的信息直接傳送到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的各個(gè)方面，從而大大削弱了圖樣的作用。采用模具CAD/CAM技術(shù)，其作用突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：縮短了模具生產(chǎn)周期。設(shè)計(jì)與制造的一體化，減少了中間環(huán)節(jié)的

12、過渡時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，高效加工設(shè)備的使用也節(jié)省了模具的加工時(shí)間。生產(chǎn)周期的縮短更有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代。提高了模具設(shè)計(jì)水平。在模具CAD系統(tǒng)中積累了很多前人的經(jīng)驗(yàn)，可進(jìn)行工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。又可以通過人機(jī)交互進(jìn)行修改以發(fā)揮設(shè)計(jì)者的才智，還能利用計(jì)算機(jī)模擬增加設(shè)計(jì)的可靠性。提高了模具質(zhì)量。一方面通過模具CAD保證模具設(shè)計(jì)的正確合理，另一方面模具制造的數(shù)據(jù)直接取自系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，速度快，錯(cuò)誤少。提高了模具標(biāo)準(zhǔn)化程度盡模具CADCA/CAM技術(shù)要求模具設(shè)計(jì)過程標(biāo)準(zhǔn)化、模具結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、模具生產(chǎn)制造過程與工藝條件標(biāo)準(zhǔn)化。反過來模具的標(biāo)準(zhǔn)化又促進(jìn)了模具CAD/CAM的發(fā)展。2模具CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)

13、用應(yīng)用CAD技術(shù)可以設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的大體結(jié)構(gòu)，再通過CAE技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、可行性評估和優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用模具CAD/CAE集成技術(shù)后，制件一般不需要再進(jìn)行原型試驗(yàn)，采用幾何造型技術(shù)，制件的形狀能精確、逼真地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，有限元分析程序可以對其力學(xué)性能進(jìn)行檢測。3CAD/CAM/CAE計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬與制造一體化 CAD/CAM/CAE一體化集成技術(shù)是現(xiàn)代模具制造中最先進(jìn)、最合理的生產(chǎn)技術(shù)。使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助工程與制造系統(tǒng)，按設(shè)計(jì)好的模具零件分別編制該零件的數(shù)控加工程序是從設(shè)計(jì)到制造的一個(gè)必然過程。 總之，在CAD/CAM/CAE系統(tǒng)內(nèi)編制和模擬加工程序可以充分了解發(fā)現(xiàn)的問題，從而在加

14、工之前，將整套加工程序做好完善修改工作，這對于高效、準(zhǔn)確地加工模具零件有著相當(dāng)重要的意義。2.1.4現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)通用軟件模具計(jì)算機(jī)繪圖現(xiàn)已基本普及，模具的CAD/CAM/CAE，即模具的3C技術(shù)正在不斷發(fā)展和應(yīng)用，其支撐軟件有很多，這里僅簡單介紹一些近年來應(yīng)用較為廣泛、功能較全的著名軟件。1UG軟件UG是Unigraphics的簡稱，它起源于美國麥道飛機(jī)公司，以CAD/CAM一體化而著稱，可以支持不同的硬件平臺。它是從二維繪圖、數(shù)控加工編程、曲面造型等功能發(fā)展起來的軟件。2Pro/E軟件Pro/E軟件全稱Pro/Engineer，是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology

15、Corporation）開發(fā)的一個(gè)以特征為基礎(chǔ)的參數(shù)化的CAD/CAM/CAE軟件產(chǎn)品。該軟件的主要部分全部用C+語言編寫，做到了真正統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。3Cimatron軟件Cimatron軟件是以色列Cimatron公司的代表產(chǎn)品，集繪圖、設(shè)計(jì)、加工、分析于同一系統(tǒng)，具有唯一的數(shù)據(jù)庫。 4.SolidWorksSolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，在信息和技術(shù)方面一直保持與國際CAD/CAE/CAM/PDM市場同步。5I-DEAS軟件I-DEAS（Integrated Engineering Analysis System）軟件是美國SDRC公司開發(fā)的。1

16、I-DEAS軟件是一種綜合性的機(jī)械設(shè)計(jì)自動化軟件系統(tǒng)，它集成了設(shè)計(jì)、繪圖、工程分析、塑料成型過程模擬、數(shù)控編程及測試等功能。6CADDS軟件由美國CV（Computervision）公司研制的大型軟件。CADDS軟件在模具CAD/CAM工作中有相當(dāng)影響。7Moldflow軟件Moldflow公司是一家專業(yè)從事塑料計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）的軟件和咨詢公司。Moldflow軟件可以模擬整個(gè)注塑過程以及這一過程對注塑成型產(chǎn)品的影響。8華正CAXA系列軟件由北京華正模具研究所開發(fā)，主要包括：1）CAXA制造工程師（CAXA-ME）是一套中文三維CAD/CAM軟件，強(qiáng)大的造型功能可快速建立各種復(fù)雜的

17、三維模型，具有靈活多樣的加工方式，可以自動生成加工刀具軌跡，通過后置處理可生成針對各種數(shù)控系統(tǒng)的三維數(shù)控加工代碼。反讀代碼功能可將已有加工代碼反讀回計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真、檢查和修改編輯。2）CAXA注射工藝設(shè)計(jì)（CAXA-IPD）是北京華正模具研究所和美國ACTechnology公司合作開發(fā)的面向注塑行業(yè)的中文輔助分析軟件，采用國際CAE技術(shù)的最新成果。通過科學(xué)的分析方法，簡單的操作，不僅可以預(yù)測注射工藝過程，確定優(yōu)化的注射工藝參數(shù)，還可整合塑料制品設(shè)計(jì)、注射工藝設(shè)計(jì)，注射模具設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的，大幅度降低塑料制品生產(chǎn)成本。3）CAXA注射模具設(shè)計(jì)（CAXA-IMD）是一套中文注射模

18、專業(yè)CAD軟件，該軟件提供注射模標(biāo)準(zhǔn)模架和零件庫，以及塑料、模具材料和注射機(jī)等的設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)庫，可隨時(shí)查詢檢索；并能自動換算型腔尺寸，對模具進(jìn)行各種計(jì)算。使用該軟件，設(shè)計(jì)人員不必翻找設(shè)計(jì)手冊即可輕松設(shè)計(jì)模具。 2.2逆向工程概述第二次世界大戰(zhàn)后，日本為了恢復(fù)和振興本國經(jīng)濟(jì)，提出了“技術(shù)立國”和大力發(fā)展制造業(yè)的方針，并制定了“吸收性戰(zhàn)略”，其認(rèn)為，對別國先進(jìn)產(chǎn)品和先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、改進(jìn)和挖潛，是發(fā)展自身的一條捷徑。這就給日本國民經(jīng)濟(jì)注入了新的活力，推動了日本經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使日本從一個(gè)落后于歐美先進(jìn)國家2030年的國家(20世紀(jì)50年代），發(fā)展成為世界上僅次于美國的第二經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(20世

19、紀(jì)7080年代）。在這一過程中，日本所采用的措施正是今天得到普遍重視的逆向工程技術(shù)(reverse engineering，RE）。2.2.1逆向工程1.逆向工程定義傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)往往是從市場需求出發(fā)，在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行總體及零部件的設(shè)計(jì)，制訂工藝規(guī)程并設(shè)計(jì)夾具，完成加工和裝配，再對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)和性能測試。這種產(chǎn)品開發(fā)模式被稱為正向工程，正向工程的設(shè)計(jì)流程如圖2-2。這種開發(fā)模式的前提是已經(jīng)完成了產(chǎn)品的工程圖設(shè)計(jì)或其CAD模型。然而在很多場合，產(chǎn)品的初始信息狀態(tài)并不是CAD模型，而是各種形式的物理模型或?qū)嵨飿蛹?，若要進(jìn)行仿制或再設(shè)計(jì)，必須以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)

20、，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工而是各種形式的物理模型或?qū)嵨飿蛹?，若要進(jìn)行仿制或再設(shè)計(jì)，必須以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、知識和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造，使之成為新產(chǎn)品。這一種產(chǎn)品開發(fā)模式即稱為逆向工程，也叫反求工程、反向工程。逆向工程的設(shè)計(jì)流程如圖2-3。2逆向工程分類從廣義講，逆向工程可分以下三類： (1）實(shí)物反求 顧名思義，它是在已有實(shí)物的條件下，通過試驗(yàn)、測繪和分析，提出再創(chuàng)造的關(guān)鍵。其中包括功能反求，性能反求，方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、精度、使用規(guī)范等多方面的反求。實(shí)物反求對象可以是整機(jī)、部件、組件和零件。 (2）軟件反求 產(chǎn)品

21、樣本、技術(shù)文件、設(shè)計(jì)書、使用說明書、圖樣、有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊等均稱為技術(shù)軟件。軟件反求中有三類情況：其一是既有實(shí)物，又有全套技術(shù)軟件；其二是有實(shí)物而無技術(shù)軟件；其三是無實(shí)物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。 (3）影像反求 無實(shí)物，無技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品相片、圖片、廣告介紹、參觀印象和影視畫面等，要從其中去構(gòu)思、想象來反求，稱為影像反求，這是反求對象中難度最大的。2.2.2逆向工程研究內(nèi)容逆向工程一般包括數(shù)據(jù)采集（產(chǎn)品數(shù)字化）、數(shù)據(jù)預(yù)處理、曲面重構(gòu)和建立產(chǎn)品模型等幾個(gè)階段。其基本步驟和關(guān)鍵技術(shù)，一是快速準(zhǔn)確地測出實(shí)物零件或模型的三維輪廓坐標(biāo)數(shù)據(jù)；二是根據(jù)三維輪廓數(shù)據(jù)重構(gòu)曲面，并建立完

22、整、正確的CAD模型。1、數(shù)據(jù)采集（產(chǎn)品數(shù)字化）2、數(shù)據(jù)預(yù)處理3、曲面重構(gòu)4、建立產(chǎn)品模型2.2.3逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域逆向工程一般用于仿制過程。傳統(tǒng)機(jī)械的仿制技術(shù)，一般是采用靠模銑床，在仿制工程中只能作等比例的復(fù)制。采用數(shù)控仿型銑床后，雖然可以進(jìn)行X、Y、Z三個(gè)方向上的不同比例的縮放，但是無法任意修改產(chǎn)品的尺寸，也就是無法在原基礎(chǔ)上進(jìn)行改型。逆向工程能夠很好地解決這個(gè)問題。逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域大致可分為以下幾種情況。1、三維實(shí)體重構(gòu)2、產(chǎn)品定型3、產(chǎn)品修復(fù)4、影視、廣告業(yè)2.2.4逆向工程在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用 由于模具的生產(chǎn)方式和模具幾何形狀的特點(diǎn)，逆向工程技術(shù)在模具的設(shè)計(jì)制造中得到了廣泛的應(yīng)

23、用。綜合國內(nèi)的研究現(xiàn)狀，逆向工程技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用主要包含以下幾個(gè)方面： 1、根據(jù)實(shí)物樣件制造模具2、模具的修改定型 3、以樣本模具為對象的消化吸收 4、損壞或磨損模具的還原 5、 回彈檢測與質(zhì)量控制2.3快速成型加工快速成型加工（Rapid Prototyping Manufacturing，RP）又稱快速原型制造，是20世紀(jì)80年代國外發(fā)展起來的一種新技術(shù)，是一種用材料逐層或逐點(diǎn)堆積出制件的制造方法?？焖俪尚图庸ぞC合了機(jī)械工程、CAD、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)及材料科學(xué)技術(shù)，它可以自動、快速、直接，精確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢ńY(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零部件，從而可以對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速

24、評估、修改及功能實(shí)驗(yàn)，縮短產(chǎn)品的研制周期，被譽(yù)為制造業(yè)中的一次革命。2.3.1快速成型加工的基本原理快速成型加工的基本原理是用CAD三維造型軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維曲面模型，或用實(shí)體反求方法采集得到有關(guān)原型或零件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)和材料的組合信息，從而獲得目標(biāo)原型的概念，并以此建立數(shù)字化模型，即零件的電子“模型”，根據(jù)具體工藝要求，將其按一定厚度合層切片，根據(jù)切片處理得到的截面輪廓信息，通過計(jì)算機(jī)控制激光束固化一層層的液態(tài)光敏樹脂，或利用某種熱源選擇地噴射粘接劑或熱熔材料，形成各個(gè)不同截面，每層截面輪廓成型之后，快速成型系統(tǒng)將下一層材料送至已成型的輪廓面上，然后進(jìn)行新一層截面輪廓的成型，逐步疊加成三維

25、產(chǎn)品，再經(jīng)過必要的處理，使其外觀、強(qiáng)度和性能等方面達(dá)到設(shè)計(jì)要求.2.3.2. 快速成型加工的方法 目前快速成型技術(shù)有很多種，常見的典型技術(shù)有：立體印刷成型SLA、層合實(shí)體制造LDM、選區(qū)激光燒結(jié)SLS和熔融沉積制造FDM等。1、立體印刷成型（Stereo Lithography Apparatus，SLA）立體印刷成型（又稱光固化立體成型）其成型設(shè)備及工作原理如圖2-9所示。它是利用固化快速成型的加工方法， 以盛于容器內(nèi)的液態(tài)光敏樹脂為原料，在計(jì)算機(jī)控制下，采用一定波長的紫外激光按照參數(shù)指令，以預(yù)定原型各分層截面的輪廓為軌跡逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)的樹脂薄層在激光能量的作用下產(chǎn)生光聚合反應(yīng)后固化，

26、從而型成一個(gè)二維薄層截面。當(dāng)?shù)谝粚庸袒螅ぷ髋_下降相當(dāng)于切片厚度的高度，在剛固化的樹脂表面迅速覆蓋一層新的液態(tài)樹脂，激光束再按照新一層平面型狀數(shù)據(jù)所給定的軌跡，掃描并進(jìn)行第二層固化。新固化的一層牢固地粘合在前一層上，如此重復(fù)至整個(gè)原型制造完畢。它是快速原型制造技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最多的一種。2、層合實(shí)體制造（Laminated Object Manufacturing，LOM）層合實(shí)體制造（又稱疊層制造）是近年來發(fā)展起來的又一種快速成型技術(shù)，它通過對原料紙進(jìn)行層合與激光切割來型成零件， 其層合實(shí)體制造工作原理如圖2-10所示。23、選區(qū)激光燒結(jié)（Selected Laser Sintering

27、，SLS）選區(qū)激光燒結(jié)（又稱選擇性激光燒結(jié)）是一由二維數(shù)控的激光器、工作臺和上料裝置三部分組成。其選區(qū)激光燒結(jié)原理如圖2-11所示。4、熔絲堆積成型（Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM）熔絲堆積成型（又稱熔融沉積制造）是一種不依靠激光作為成型能源，而將各種絲材加熱熔化的成型方法，其熔絲堆積成型工作原理如圖2-12所示。2.3.3典型快速成型加工方法的比較與選用快速成型技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）技術(shù)集成度高，整個(gè)生產(chǎn)過程數(shù)字化. 2）制造成本與產(chǎn)品的復(fù)雜程度無關(guān)； 3）產(chǎn)品的單價(jià)幾乎與批量無關(guān)； 4）綠色的加工技術(shù)。以累加思想實(shí)現(xiàn)零件制作的快速成型技術(shù)是制造技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重

28、大突破，其理論、工藝的完善以及精度的提高等，對快速成型技術(shù)的普及和應(yīng)用有著極其重要的影響。成型加工過程中，必須保證一定的制作精度和表面質(zhì)量，影響制件精度的因素是多方面的。對成型加工精度的影響因素及改進(jìn)措施的研究，對快速成型技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用具有重要的意義?？焖俪尚图庸さ姆椒ê芏啵糠N加工方法都有各自的特點(diǎn)，也存在不足之處。2.3.4快速成型技術(shù)的應(yīng)用1、在外觀及人機(jī)評價(jià)中的應(yīng)用 新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)階段，雖然可借助設(shè)計(jì)圖紙和計(jì)算機(jī)模擬，但并不能展現(xiàn)原型，往往難以做出正確和迅速的評價(jià)，設(shè)計(jì)師可以通過制作樣機(jī)模型達(dá)到檢驗(yàn)的目的。2、在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)評價(jià)中的應(yīng)用 通過快速成型制成的樣機(jī)和實(shí)際產(chǎn)品一樣是可裝配

29、的，所以它能直觀地反映出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否，安裝的難易程度，使結(jié)構(gòu)工程師可以及早發(fā)現(xiàn)和解決問題。2.3.5快速成型在模具制造中的應(yīng)用 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的型成，制造業(yè)競爭十分激烈，如何縮短生產(chǎn)周期，降低成本就成了制造業(yè)追求的目標(biāo)，因此必須提高產(chǎn)品開發(fā)的速度和制造技術(shù)應(yīng)用的靈活性。 以快速原型方法為依托的快速模具制造技術(shù)（RAPID TOOLING，RT）就是適應(yīng)這種市場需求，能快捷、方便地制作工具和模具的一種新型技術(shù)。 利用快速成型加工技術(shù)生產(chǎn)模具有兩種方法，即直接法和間接法。1、直接法采用LOM方法直接生成的模具，可以經(jīng)受200的高溫，可以作為低熔點(diǎn)合金的模具或蠟?zāi)５某尚湍＞撸€可以代替砂型鑄造用的木模。直