逆向工程建模技术在模具数控加工中的运用
张礼康 李玉杨 闫宝强
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张礼康 李玉杨 闫宝强,. 逆向工程建模技术在模具数控加工中的运用[J]. 建模与系统仿真,20234. DOI:10.12721/ccn.2023.157039.
摘要: 因为科技的不断发展,制作行业的经营规模不断扩大,社会对加工产品的需求也越来越多,所以这就提高了对模具进行数控加工的要求和标准,为产品制造工作带来了新的挑战。但是传统的加工方法在使用时存在各种不足和缺陷,降低了产品质量,因此,就要用新型先进的技术来代替传统加工方式。逆向工程中的建模技术就是一种切实有效的手段,将该技术在模具数控加工中进行应用,可以有效提高模具制造质量和效率。据此,本文对逆向工程建模技术在模具数控加工中的具体应用进行了简要研究。
关键词: 逆向工程;建模技术;模具数控加工
DOI:10.12721/ccn.2023.157039
基金资助:

在社会经济进步下,各种新型技术也得到了快速发展,同时也为人们的生活带来了非常大的便利,对于模具数控加工也产生了一定的影响。而为了能够提高模具制造的质量,就必须要对逆向工程的建模技术进行深入研究。对于逆向工程技术而言,主要是以扫描为基础,然后对所得到的数据进行处理与分析,最后再将数据运用到模具数控加工中。而在进行逆向工程建模时,需要结合具体的情况选择合适的方法与应用软件,以确保能够精准控制模具创建数据,这样才能有效提高产品品质和生产效益。

1.逆向工程中的CAD建模技术

有关产品的设计、加工制作工作主要是依靠数据模型为参考依据,来完成指定任务。而在实际中逆向工程主要会对产品创新设计工作中制成的模型进行分析研究,以对具体工作项目进行把握,通常情况下所涉及到的工艺技能包含有:图像分析技术、计算机技术、图形技术、几何构件、数据检测、数控加工。这些技术也正是建模工作中相对较难的技术技能。另一方面,对于产品制造而言,一个部件往往是由多种曲面图片组合连接所形成的,据此,CAD建模技术在应用过程中所规定的相关工序为:首先,以产品特点和种类为基础,对相应的云数据进行准确分割;其次,对产品模具的各个曲面进行点位拟合;最后,对各个曲面线条进行剪切、交叉、倒圆等,来达到曲面完美接合的效果,从而制作成一个整体,完成建模工程。此外,根据实际中曲面的差异,可划分为两种建模类型:即三角建构模式以及非均匀性线条构成曲面模式。而这两类建模方法在重构技术和点位设定方面均存在较大的区别,在应用时需要结合具体情况进行合理选取。

2.CAD建模技术在模具数控加工中的具体应用

为简要分析CAD建模技术在模具数控加工中的应用,通过以摩托车后视镜生产加工工程为例,对摩托车后视镜的建模工作展开了论述。

2.1产品建模

2.1.1基准平面创建

使用逆向工程建模技术对后视镜产品进行曲面创建前,需要先对基准面进行明确和定型,作为普通常规零件中占据面积最大的一部分,基准面通常标志着该零件的主面,由此便也是零件中其余面构建的基础。而在建立零件基准平面时,应尽可能将相应的数据偏差情况控制到最低,这样才能为后续制作工作精准度创造有利条件。当基准面构建完成后,就可按照顺序依次对对称平面、曲面进行创建。在构建零件平面时,要明确的要点包含有:第一,后视镜平面的法向即是最终零件拔模的朝向;第二,对后视镜平面建模的三个点来说,2个点要与分型线保持较近距离,3个点应构成最大面积的等边三角形。

2.1.2曲面创建

针对曲面模型而言,构建质量是逆向建模技术应用时需要控制的重点,能够直接影响到零件外观件构建的效果,使用CAD建模工艺进行自由曲面构建,主要有2种方式:第一种即是利用点云使曲面快速合成,之后再开展曲面极点调整以能提升零件质量;第二种则是需要先对曲面的构造线进行创建,之后再进行曲面整体构建,通过该种方式,能够对构造线随时进行修整来达到优化曲面品质、纠正曲面形状的目的。此外,当采用点云拟合法对后视镜零件进行顶面建模时,由于质量标准较高,为达到规范,就要对反射线或是曲面截面线的相关数据信息进行深入研究,从而确保曲面的光滑平整度,并控制过点偏差维持在0.5mm范围内。

2.1.3曲面拼接与过渡

在对零件模具加工建构的时候,有关人员要以零部件曲面的特点和设计数据为基本依据对相关的分解状态进行掌握,以能顺利对零部件的主面进行构建。在主面建模完成后,就要依照规定和要求对各个曲面进行裁剪、对圆角进行拼接过渡。而针对曲面裁剪工作而言,就要对修整时曲面之间的联系性进行关注,防止出现后续操作失误的情况。针对圆角过渡工作而言,在开展工作的时候可以选择不采用圆角命令,而是利用修补曲面的方法实现圆角拼接。若是采取了倒圆角命令对各曲面进行圆角拼接过渡,那么就要对圆角半径尽可能进行精准把控,降低过点偏差,或是利用变半径倒圆角来提升过点精准性。最后,当零部件的侧面建模完成后,要再次通过圆角过渡的方法来对侧面和顶面进行拼接,这时同样要将过点偏差作为圆角尺寸标准。

2.1.4工艺性分析

在对后视镜零部件的外表面进行建模时,较为关键的工艺性分析内容就是拔模检测以及过点误差检验。首先,对于过点误差的检验工作来说难度较低,仅需应用距离命令便可完成任务,或是采用距离偏置命令对部分区域进行工艺分析。其次,相比于过点误差,对拔模分析工作的难度较大,重要性也更高,因此,分析之前要重点关注各曲面之间是否达到了缝合一体的效果,如果尚未达到标准,那么便证明曲面法向存在差异,在正式进行工艺性分析过程中,会出现曲面结果各不相同的情况,这时就要开展注意分析工作。可见,在进行拔模分析时,为降低工作复杂性,应尽量让曲面保持缝合一体的状态,在法向一致的条件下,就能便于分析。最后,分析结束标椎为曲面拔模方向达到脱模要求。

2.2产品分膜

在后视镜曲面建模结束后,就要对成品进行分模,对于该环节,则要应用到MoldWizard模块来完成,具体工序包括:设定材料、收缩率→构建工件→补片→分型、型腔布局,在该过程中,有关技术人员需要注意:第一,注塑模向导工具条上,通常呈现出由左到右的指令次序,也是软件对模具展开设计的基本过程,但在使用时,结合具体情况也可以对顺序进行变动;第二,若在材料选项中,缺乏相应的塑料清单,那么就要在第一步的材料设定中勾选“None”这一选项,在收缩率设定中手动输入有关材料收缩率,或是选择对材料数据库手动进行相关图表、清单添加;第三,对于注塑模向导模块来说,要将相关的工作坐标系设定成模具CSYS,以能明确模具进行脱模的方向;第四,在拆模前期,要落实好准备工作,即抽取型腔、型芯面,建构分型标记、分型面。

结语:制造行业是促进社会经济进步,保证各企业正常运营的主要依靠产业,在现如今技术、经济等发展较快的时代背景下,制造领域的生产加工水平和实力开始稳步提升,使得中国制造逐步打开了国际市场的大门,可见,先进的技术对于制造业具有非常之大的作用和意义,特别是将逆向工程建模技术应用到模具数控加工工作中,不仅节省了大量的人力资源,还显著提升了产品加工制造的品质和效率,为此,制造企业就要持续加强对该技术的研究力度,以将技术和加工工作进行有机融合,从而能充分发挥出建模技术的价值、功能,推动制造行业长久、稳定发展。

参考文献:

[1]胡丽华,王涛,任少蒙.基于Geomagic的汽车零件的逆向建模技术及误差检测分析与研究[J].科技创新与应用,2020(31):34-35.

[2]孟飙,张宇.基于逆向工程的航空零件数字化建模技术研究[J].滨州学院学报,2019,35(04):17-21.

[3]金星,李宇,魏秀琴等.复杂曲面类模型的逆向建模技术的研究[J].机械研究与应用,2019,32(01):147-148+155.