第七章 逆向工程技术

CAXA数控加工一、数控加工的基本概念1、用CAXA-ME实现加工的过程：（1）在后置设置中须配置好机床，这是正确输出代码的关键。（2）看懂图纸，用曲线、曲面和实体表达工件。（3）根据工件形状，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹。（4）生成G代码，传给机床。2、CAXA-ME可实现的铣加工：（1）两轴加工：机床坐标系的X轴和Y轴两轴联动，而Z轴固定，即机床在同一高度下对工件进行切削。两轴加工适合于铣削平面图形。（2）两轴半加工：在二轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X轴和Y轴固定时，Z轴可以有上下的移动。利用两轴半加工可以实现分层加工，每层在同一高度上进行两轴加工，层间有Z向的移动。（3）三轴加工：机床坐标系的X、Y和Z三轴联动。三轴加工适合于进行各种非平面图形，即一般的曲面加工。3、刀具参数CAXA-ME主要针对数控铣加工，目前提供三种铣刀：球刀（r=R）、端刀（r=0）、和R刀（rR），其中R为刀具半径，r为刀角半径。刀具参数中还有刀杆长度L和刀刃长度l，如图所示。刀具参数示意刀具名称一般表示形式为“D10，r3”，D代表刀具直径，r代表刀角半径。4、安全高度和起止高度安全高度是指保证在此高度以上可以快速走刀而不发生干涉的高度，应高于零件的最大高度。起止高度是指进退刀时刀具的初始高度，起止高度应大于安全高度安全高度和起止高度5、机床参数主轴转速：是切削时机床主轴转动的角速度，（r/min）。进给速度：正常切削时刀具行进的线速度，(mm/min)。接近速度：从安全高度切入工件前刀具行进的线速度，(mm/min)。退刀速度：刀具离开工件回到安全高度时刀具行进的线速度，(mm/min)。数控铣中各种参数示意6、进退刀参数（1）进刀方式：垂直：刀具在工件的第一个切削点处直接开始切削直线相切：刀具按给定长度，以相切方式向工件的第一个切削点前进。圆弧相切：刀具按给定半径，以1/4圆弧向工件的第一个切削点前进。转角：进刀圆弧所对的圆心角。强制：刀具从给定一个点下刀，向工件的第一个切削点前进。（2）退刀方式：垂直：刀具从工件的最后一个切削点直接退刀直线相切：刀具按给定长度，以相切方式从工件的最后一个切削点退刀。圆弧相切：刀具按给定半径，以1/4圆弧从工件的最后一个切削点退刀。转角：退刀圆弧所对的圆心角。强制：刀具从工件的最后一个切削点走到一个给定点，然后退刀。二、吊耳的加工加工思路：等高粗加工、等高精加工吊耳的整体形状是较为陡峭，整体加工选择等高粗加工，精加工采用等高精加工。1加工前的准备工作（1）设定加工刀具选择【应用】→【轨迹生成】→【刀具库管理】命令，弹出刀具库管理对话框。（2）后置设置选择【应用】－【后置处理】－【后置设置】命令，弹出后置设置对话框。增加机床设置。选择当前机床类型，如图所示。（3）设定加工范围2等高粗加工刀具轨迹【应用】－【轨迹生成】－【等高粗加工】(1)粗加工参数毛坯类别拾取两点：指两角点形成的长方体作为毛坯。两角点为长方体的对角点，而不是矩形的对角点。拾取轮廓：轮廓曲线与顶层高度和底层高度围成毛坯走刀类型层优先：在粗加工里，对于有凸、凹槽的零件，如选用层优先则产生的加工轨迹是将这一层所有的内外型均加工完后再加工下一层。深度优先：在粗加工里．对于有凸、凹槽的零件，如选用深度优先，在加工到凹型部分时，先将这一部分的深度加工完再加工其他部分。平行加工：刀具以平行走刀方式切削工件。走刀方式平行走刀单向往复环切加工：刀具以环状走刀方式切削工件。可选择从里内外还是从外向里的方式环切加工示意图(从外向里)清根3．使用粗加工的技巧(1)用户若选择环切，在粗加工凸模时，最好选“从外到里”选项，在加工凹模时，最好选“从里向外”选项。若不能确定是凸模还是凹模时，选“从外到里”选项，这样能保证刀具从材料外进刀。(2)粗加工最好用端刀。若用球刀，第一刀的吃刀量很大,不利于切削。(3)粗加工最好用往复切削。往复切削效果好，且空刀时候少。往复切削的行距可以达到刀具直径的70％，而环切就达不到。第八章逆向工程技术逆向工程(RE，ReverseEngineering)，又称反求技术或逆向设计，是将己有产品模型(实物模型)转化为工程设计模型和概念模型、并在此基础上解剖、深化和再创造的一系列分析方法和应用技术的组合，可有效改善技术水平，提高生产率，增强产品竞争力，是消化、吸收先进技术进而创造和开发各种新产品的重要手段。其主要任务是将原始物理模型转化为工程设计概念或产品数字化模型：一方面为提高工程设计、加工分析的质量和效率提供充足的信息，另一方面为充分利用CAD／CAE／CAM技术对已有的产品进行设计服务。第一节概述一、顺向工程传统工业产品开发均是按严谨的研究开发流程，从确定预期功能与规格目标开始，构思产品结构．然后进行各个部件的设计、制造以及检验，再经过组装、整机检验、性能测试等程序完成整个开发过程，设计者拥有产品开发的完整技术档案，每个零部件都有原始设计图样，按确定的工艺文件加工，零件的尺寸精度要求合格与否由产品检验报告记录分析。这种开发模式称为预定模式(PrescriptiveModel)，此类开发工作称为顺向工程(FormadEngineering)或正向设计。工程开发流程图顺向工程的特征可归纳为：功能导向(Functionally—oriented)、对象导向预定模式PrescriptiveModel)、系统开发(Systemto-be)所属权系统(LegacySystem)。顺向工程中产品造型设计加工流程图逆向工程的四个核心步骤：(1)零件原型的数字化(2)从测量数据中提取零件原型的几何特征(3)零件原型CAD模型的构建(4)CAD模型的检验与修正逆向工程流程图逆向工程应用情况在缺少设计文档以及没有CAD模型的情况下，对零件原型进行测量，形成零件的设计图纸或CAD模型．并以此为依据生成数控加工的NC代码，加工复制零件。设计需要通过实验测试才能定型的零件模型，通常采用逆向工程的方法。在美观设计特别重要的领域。各类模具加工企业皆积极引入逆向技术.另一个重要的应用，如修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等，此时不需要对整个零件原型进行复制，而是借助逆向工程技术抽取零件原型的设计思想，指导新的设计。这是由实物逆向推理出设计思想的一种渐近过程。逆向工程与传统设计制造过程的关系：逆向工程中．按照现有的零件原型进行设计生产，零件具有的几何特征与技术要求都包含在原型中，而传统的设计是根据零件最终所承担的功能以及各方面的影响因素进行从无到有的设计。因此，从概念设计出发到最终形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程，而通过对现有零件原型数字化后再形成CAD模型的逆向工程是一个推理、逼近的过程，具有功能导向描述模式(descriptivemode)、系统仿造(systemas--is)以及非所属权系统(non-legacysystem)等特性。逆向工程的两项关键技术:零件的数字化:通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据计算机辅助反向建模(CARM，ComputerAidedReverseModeling)是通过对测量数据的处理．提取建模所需的有效数据，对零件进行曲面和实体造型，以得到原型的CAD模型。第二节逆向工程系统组成及工作原理逆向工程系统组成:测量探头测量机点数据处理软件CAD/CAM软件CAE软件数控机床快速原型机批量生产设备逆向工程的前处理——点数据的测量技术。取得所需要的点数据，用于后续的数据建模。逆向工程的后处理：点数据处理曲线处理与分析曲面处理与分析第四节快速原型与快速模具快速成型技术：是采用软件离散材料堆积的原理，综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术，实现零件模型到三维实体原型化制造的一体化加工技术，其基本构思是：任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一座标方相叠加而成。快速原型的主要工艺方法：光固化成型薄料叠层选择性激光烧结熔丝沉积成型快速成型法的特点：系统柔性高能加工成形工件的形状几乎没有限制广泛的材料适应性