简析模具设计制造中逆向工程技术的应用

刘红春

【摘 要】近几年来，在我国经济的快速发展的推动下，我国制造业水平的也在不断的提高。逆向工程技术作为模具设计制造中的一项重要应用，已经成为当代一种前沿的工业制造技术，而且在不断的更新发展中。通过对一系列的CAD软件的有效运用，快速完成产品模具的制造和设计，在缩短产品的开发周期的同时，还提高了产品的质量，促进制造业的快速稳定发展。

【关键词】模具设计制造；逆向工程；产品模具；应用

逆向工程技术是一种能够对先进技术进行快速消化吸收，从而缩短产品的开发设计周期的重要技术，该技术主要将原始的物理模型通过转化变为工程概念或者设计模型，这样能够显著提高我国工业产品的自动化制造程度、产品开发设计周期、降低企业的生产成本。通过逆向工程，对提高模具产品的制造水平、缩短产品研发周期，提高产品的市场竞争力具有重要意义。本文对模具设计制造过程中的逆向工程技术的应用进行了总结。

1.逆向工程简介

逆向工程是一个综合性非常强的专业制造技术，集中了生产工程学、材料科学、计量学和现代设计理论等多种现代化技术。逆向工程也叫做反向工程、反求工程或者测量造型，主要被应用在产品设计图纸或模型遗失的情况下，它以对零件产品的重新测量和相应的数据处理为基础，不仅能够完成模具的设计制造，同时还能够提高对产品的认识，从而进行创新和再次研发。因此，逆向工程技术能够支持客户的各种用途，其模具加工和快速模型技术能够高效地输出，这从根本上提高了新型产品对市场需求速度的适应力。传统的产品设计方法首先需要对产品的市场进行调研，然后根据产品的特性进行相关的理念设计、效果图绘制，然后经过专业人士的综合评价后，应用CAD软件对产品的三维模型进行设计，在经过一些标准测试后就可以进行产品的制造。这种方式的缺点就是生产周期长，这也相应加大了市场风险。相对而言，逆向工程技术首先通过实物模型进行测量，再根据具体的数据对产品CAD模型进行构建，然后将设计应用到产品的制作中去，从而可以有效提高产品的制造能力，这就大大缩短了研发周期，弥补了正向工程制造技术的不足。目前，逆向工程技术已经被广泛应用到玩具、车船、家电、飞机和人造皮革等多个与模具相关的领域行业。另外，随着我国医学技术的发展，逆向工程技术也在美容、人工骨骼等多个方面得到了推广。

2.模具设计过程中的逆向工程技术应用

目前，逆向工程设计在模具设计领域已经得到了广泛的发展。工艺设计时首先通过精密仪器对实物进行扫描，并将数据传递到计算机上以生成模型，然后经过专业人员的简单修改后就可以生成进行数控加工的NC程序，这样与加工中心的通讯相互配合，就能够快速制造出简易的模具来。其中，主要应用了数字化扫描、产品建模和数控加工三项技术。

2.1数字化扫描

扫描就是使用模拟式或非接触式激光扫描侧头对模型表面进行连续扫描，以采集模型的表面坐标值等数据，然后将数据存入计算机。该流程是最关键的步骤之一，由于逆向工程是一个推理过程，任何误差都会在推理过程中被放大，所以，扫描采集的数据准确性关系到最终产品的质量。目前，传感器技术已经非常成熟，这为提高采集数据的精确度创造了条件。数字化扫描过程一定要仔细谨慎，不能急于求成，具体操作过程中可以进行多次采集，对比选择最优结果。

2.2产品建模

产品建模就是根据扫描的数据和计算机辅助设计技术，快速制作出零件CAD模型，该阶段完成了零件的初步模型设计。由于CAD模型在设计时含有一些复杂型面，这时只使用一张曲面对数据点进行模拟是不行的，该方法过于简单，无法达到预期的效果。因此，常见的做法是，首先依据原形特征将测量数据点分成不同区域，每个区域拟合一个曲面，然后使用曲面过渡和求交法将不同曲面进行连接，进而形成一个整体。产品建模阶段除了要求设计人员经验丰富外，还需要一些必要的软件，这些软件能够显著减小工作量，节省工作时间。

2.3数控加工

数控机床要根据零件的加工内容量和设备来决定工序的分散集中程度，并要遵循先粗后精的工艺源，进行校形或消除残余应力，并在精加工过程中对误差进行修正。最后，为了消除重复定位误差影响，需要提高孔系的同轴度，然后再加工其它坐标位置的孔。

3.结论

随着我国经济的快速发展和制造业水平的不断提高，中国制造产品在国际市场中逐渐推广起来。近几年来，逆向工程技术已经成为前沿的工业制造技术，发展和熟练掌握这种技术对促进我国制造业额进一步发展具有重要的意义。从目前来看，对逆向工程技术的应用还不是十分完善，仍然缺乏重要的技术指导和软件支持。但是，逆向工程在模具制造业的应用空间还行业中得到更大的发展。