基于逆向工程的模具备件制作

1 引言
    逆向工程又称为反求工程，通常用于仿制没有设计图纸文件的产品，是对存在的实物模型进行测量，并根据测得的数据重构出数据模型，进而进行分析、修改、检验、加工，然后制造出产品的过程；传统设计和制造是从图纸到零件，而逆向工程的设计是从零件或实物原形到图纸。在产品开发过程中，由于形状复杂，其中包含许多空间曲面，很难直接建立数据模型，常常需要以实物模型(样件)为依据或参考原型进行彷型、改型、或造型设计。
    目前，在我国汽车行业进口的模具中，其中有部分模具没有技术图纸及数据资料，针对模具中一些易损零件及备件的维护及更换时仍然需要花费大量外汇去进口，不但成本高而且周期长，逆向工程的运用，使得进口模具零件及备件的自主生产变成可能。挡板零件是某型号汽车用零件，其数套生产工艺的模具都是进口的，模具没有图纸和数据模型等资料。针对模具中一些易损的刃口零件及需要制作备件(如图1所示)的模具零件维护和更换的问题，应用逆向工程的思路成功解决了这一难题。

图1 需要制作备件的模具零件

2 激光扫描采集数据
    利用TDV-800型三维激光扫描仪分别对需要制作备件的模具零件进行扫描，该型号扫描仪的扫描精度可达到<0.03mm，通过线激光扣描每秒钟可以获得18000个零件表面点的数据，扫描过程中将零件旋转角度以获得需要的所有面的ASC格式的点云数据，之后，将扫描所得到的ASC格式点云数据导入到UG／Imageware软件中获得IMW格式的文件(如图2所示)，再进行模具零件点云数据的后处理。

图2 扫描获得的零件点云数据

图3 删除点

3 扫描数据后处理
    通过优秀的UG／Imageware软件将激光扫描获得的数据进行后处理。
    首先，激光扫描过程中可能会得到一些杂乱的、不需要的点，则要将这些点删除，操作过程如图3所示；缝合成面，再由面生成实体的数据模型，零件的实体数据模型如图2所示。

图4 点云的线拟合

图5 创建点云平行剖切截面

图6 零件的实体模型

    之后，建立零件的工作坐标系，可以在零件上选择合适的设计基准，将方位坐标系转换到零件上的工作坐标系进行后续的处理工作的基准坐标，建立基准后，将数据上轮廓的点云用线进行拟合(如图4所示)，并对复杂的面进行创建点云平行剖切截面提取扫面线，如图5所示。
    最后，通过前面的工作，将后处理得到的线数据缝合为面，应用UG NX软件将面的数据模犁创建为实体的数据模型(如图6所示)，在应用UG NX强大的加工功能，进行零件的模拟加工编程，生成NC程序，进行零件的数控加工，最终实现模具备件的制作。
4 结束语
    基于逆向丁程技术，以先进的软件平台，通过对实物零件进行激光扫描，获得扫描的点云并进行后处理．建立数据实体模型、生成NC程序、进行零件的数控加工等过程，实现了基于逆向工程的没有尺寸数据的进口模具备件制作的实际应用，同时积累了相关技术应用的经验，也为企业解决了难题，实现了进口模具零件及备件的自主生产，降低了成本，延长了模具寿命。