吹风机外壳的反求与逆向再设计
基于逆向工程技术的产品外观设计
Ｏ 引 言
随着计 算机 、 Ａ ／ Ａ 测量 技术 、 Ｃ Ｄ Ｃ Ｍ、 计算工程 技术 的快速 发展 ， 逆 向技 术 已经 成为新 产品 开发设计 过程 中各种 先进技术 不可缺 的一部 分， 在新 产品开发设计 中居于核 心的地位 。广泛地用于玩 具 、 汽车 、 通 信 电器 、 模具等产 品的开发设计 与创新设计 中 ， 成为 消化 、 吸收先进设 计技术 ， 实现新产 品开发生产不可缺少 的手段 。 １逆向工程定义及其应用范围 ． １１ 向工程定义 ．逆 逆 向工程 （ ｅｅｓ ｎ ｉｅｒ ｇ 也称反求 工程 ， Ｒ ｖｒｅＥ ｇｎ ｅｉ ） ｎ 是指 用一定 的测 量 手 段对实物或模 型进行测 量即数字化采 样 ， 然后根 据测量数据 通过三 维几何 建模方法重 建实物 的Ｃ Ｄ数字模 型， 而实现产 品设计 与制造 Ａ 从 的过程 。在工 业领域 ， 往会碰到根 据模 型或实 物来构建其 三维数字 往 模 型的需求。这就用到 了逆 向工程技术 。以往 逆向工程通常是指对某 产品进行仿 制工作 。这 种需求可能 发生于原 始设 计图文件遗 失 、 部 分零件重新设计或是委托厂商交付 一件样 品或产品 ， 如木鞋模 、 高尔夫 球 头等 ， 制造厂商复制 出来 。传统 的复制方法是 用立体雕刻 机或液 请 压三次元靠 模铣床制 造出成等 比例 的模具 ， 再进 行生产 。这 种方法称 为模拟式复 制 ， 无法建 立工件尺寸 图档 ， 也无法 做任何的外形修 改 ， 现 在已渐渐被数字化的逆向工程系统所取代 。 １２ 向工程应用范围 ．逆 逆向工程在工业制造领域的实际应用主要包括以下几个方面 ： １新零件的设计 ， ） 主要用于产品改型或仿型设计 。 ２ 已有零件的复制和仿制 ， ） 再现原产品设计 、 复杂产品仿制等。 ３ 损坏或磨损零件的还原 ， ） 以便修复或重制 。
机械创新设计反求设计与创新课件
机械创新设计产反求品设生计与产创新
变异设计
❖ 8.1.3 反求设计的研究对象 从工程技术角度分析，反求设计的研究对象一般分为三类。
它们分别是实物反求、软件反求和图片反求。反求对象应该 是比较先进的技术或产品；也可能是自然界的产物，例如反 求人体结构进行再植手术等。
机械创新设计反求设计与创新
材料的组织结构是指材料的化学成分及结构组织情况，可用显微镜观察，然后通过 计算机描述。
材料的工艺反求是指材料的成形方法，包括铸造、锻压、挤压、烧结、各种机加工 以及各种热处理等。
材料的力学性能反求可以通过各种测试仪器，如应力应变仪、硬度计等进行测量， 通过对材料各种力学性能的测试还可以反求出材料的热处理方法，以及材料的主要成 分。
机械创新设计反求设计与创新
➢ 2．功能原理的反求
功能原理的反求也是一个分析过程。对于一个已知产品，其总功 能是已知的，但深入分析其组成结构时，会发现产品的各组成部分的 分功能，乃至功能元并非全了解，因此很有必要首先分析组成产品各 部分存在的意义。其次应深入分析实现这一功能的工作原理，是简单 的机械效应，或是气动与液压的效应，还是电磁等效应；是采用了分 割，还是合并原理等。掌握了功能原理，就可以变被动为主动，开发 出实现同样功能的不同原理解，也就实现了从反求到创新的过程。
❖ 8.1.2 反求设计的含义 人们通常所指的设计是正设计，是由未知到已知和由想象到现实的
过程。当然这一过程也需要运用类比、移植等创新技法，但产品的概 念是新颖的，是独创的。
反求设计则不然，虽然为反设计，但绝不是正设计的简单逆过程。 因为针对的是别人已知和现实的产品，而不是自己的，所以也不是全 知的。是一个虽然知其然，但不知其所以然的问题。因为一个先进成 熟的产品凝聚着原创者长时间的思考与实践、研究与探索，要理解、
吹风机建模和加工工艺设计说明书
吹风机建模和加工工艺设计说明书12020年5月29日文档仅供参考工学院毕业设计(论文)数控铣零件工艺设计与编程专业:数控技术班级:数控1041学号:学生姓名:葛宏伟校外指导教师:校内指导教师:夏雨二零一一年十一月II 2020年5月29日目录第1章引言 (3)1.1 Cimatron介绍 (3)第2 章三维绘制 (5)2.1 对于实体的绘制分析 (5)2.2 整体的绘制 (5)2.2.1 基准面的建立 (6)2.2.2 外壳绘制过程 (6)2.2.3 后盖的绘制过程 (14)第3章吹风机的分模 (18)3.1 吹风机的整体部件划分 (18)3.2 机身的分模 (19)3.3 后盖的分模 (20)第4章对于切削用量的选择 (22)4.1 切削三要素 (22)4.2 合理的选择 (22)第5章盖子上下模的加工 (28)5.1 毛坯的选定 (28)文档仅供参考5.2 出刀路 (29)5.2.1 盖子下模加工 (29)5.2.5 盖子上模加工 (31)第6章侧滑块的加工 (33)6.1 毛坯的选定 (33)6.2 出刀路 (34)第7章机身的模具加工 (36)7.1 毛坯的选定 .................................................... 错误!未定义书签。
7.2 出刀路 (36)第8章分析 (43)8.1 精度分析 (43)8.2 刀具分析 (44)8.3 材料分析 (44)第9章展望和结论 (46)谢辞 (47)12020年5月29日文档仅供参考摘要:此次的设计对象是应用很广泛的吹风机外壳模型,主要针对怎样建模,以及加工工艺的安排,要对其先进行三维造型,合理的选择分型面、分模、出刀路,以及模拟加工。
运用了AUTO CAD 、Cimatron E 8.5两个软件,经过AUTO CAD 来绘制外形尺寸图,经过Cimatron E 8.5来绘制三维立体图,出刀路,自动导出程序以及模拟加工。
基于ProENGINEER的吹风机逆向造型设计
统开 始 运 算，屏 幕 出 现
运算过程后出现
的提示，表示处理完成。屏幕图形由点云状 态变成着色状态，此时系统中出现“包络”下拉菜单（ 图 2） ， 以及右侧队形的命令按钮（ 图 3） 。利用包络命令可以对包络 网格进行整理和编辑。
（ 二） 编辑包络网络。单击穿透命令 ，利用穿透命令
编辑网格。旋转网格工件，通过选取要框选工具选取要穿透 的区域，对工件网格进行编辑。由于网络编辑中的穿透功能 不能撤销或者返 回，所 以 在 进 行 穿 透 编 辑 时，首 先 要 对 工 件 摆一个争取的方向，框选不能选多，不能选过头。
（ 三） 生成小平面特征。单击“小平面”命令按钮，出现 “小平面”下拉菜单图 （ 6 ） ，以及屏幕右侧的相应命令图标 （ 图 7） ，这些命令用来对小平面特性进行整理、编辑。点击右
Industrial & Science Tribune 2011.（10）.22
·91·
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 22 期
相应的扫描时间就越长，数据量就越大。点距大小主要取决 于扫描测量仪器的精度和实物的要求。Shining3D － Scanner 系列三维扫描仪最高精度达 0． 01mm，满足逆向工程三维造 型及模具设计要求。
中等偏复杂的样件都存在死点，或者因样件本身的结构 问题造成一些外 形 数 据 无 法 一 次 扫 描 获 得 ，因 此，需 要 移 动 或者旋转样件通过多次扫描获得数据。点云数据以 SEC 数 据输出，输出的数据根据圆柱面、球面、平面等典型的点将点 阵对齐，合成一 个 点 阵。 然 后 对 点 阵 进 行 降 噪 处 理，即 对 点 阵进行对比判断，去除误差点即噪点。
【关键词】点云数据； 逆向工程； 曲面重构； 模具设计； pro / e 设计 【作者单位】王阳，广东理工职业学院
吹风机外壳的模具设计与加工
毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目机械设备模具的计算机设计与加工2、专题吹风机外壳的模具设计与加工二、课题来源及选题依据本课题题目自拟；21世纪将成为塑料制品工业迅猛发展的时代，而大多数塑料制品的制造是靠塑料成型的，用模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗、低成本等特点。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1.要了解整个模具行业近十年来设计的发展概况以及应用水平，特别是注塑模具设计的先进技术和方法。
2.熟练掌握UG应用软件，了解目前应用较为广泛的其他应用软件，如Pro/E、Mastercam、AutoCAD软件等。
3.对成型材料的成型特性有足够的了解，最重要的是掌握注塑模具的设计特点和结构特点。
4.我要解决的主要问题是设计吹风机外壳的注塑模具（特别是结构设计），最后需要利用UG软件绘出该零件注塑模具的三维图，然后利用UG出工程图，在用AutoCAD修改完善工程图，以及利用UG 对凸、凹模进行加工仿真。
所有这些资料必须通过图书馆查找期刊文献、会议文献以及专业书籍得到，所以还要熟练资料的检索。
观标准和主观标准综合评价重建图像的质量；四、接受任务学生：班姓名五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕签名系主任签名2012年11月12日摘要近几年好多国家都在发展机械行业，与机械相关的各个行业都越来越重视CAD/CAM 技术，如今CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展。
国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。
吹风机外壳的反求与逆向再设计汇总
吹风机外壳反求与再设计项目导学产品信息名称：吹风机材料：光敏树脂，铝合金批量：8 件项目要求基于geomagic studio与UG软件的吹风机外壳反求与再设计产品制作流程三维扫描仪对产品进行点云扫描——geomagicstudio对点云进行处理——利用geomagic studio构造参数曲面并导入UG——利用UG进行逆向建模，并对产品结构进行再设计教学目标知识目标（1）认知三维扫描仪的操作与维护（2）认知geomagic studio 点云处理及参数曲面构造（3）认知UG软件逆向建模及应用能力目标培养学生基于geomagic studio、UG软件的反求与逆向建模、再设计能力素质目标（1）培养专业认同感与学习兴趣；（2）培养自学能力、工具应用（如资料检索等）能力、技术文件写作表达能力、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力。
2.1吹风机外壳CAD模型建立2.1.1geomagic studio概述Geomagic Studio 是Geomagic公司产品的一款逆向软件，可根据任何实物零部件通过扫描点点云自动生成准确的数字模型。
作为自动化逆向工程软件，Geomagic Studio 还为新兴应用提供了理想的选择，如定制设备大批量生产、即定即造的生产模式以及原始零部件的自动重造。
Geomagic Studio可以作为CAD、CAE和CAM工具提供完美补充，它可以输出行业标准格式，包括STL、IGES、STEP和CAD等众多文件格式1主要功能○1、自动将点云数据转换为多边形（Polygons）。
○2、快速减少多边形数目（Decimate）。
○3、把多边形转换为NURBS曲面。
○4、曲面分析（公差分析等）。
○5、输出与CAD/CAM/CAE匹配的档案格式（IGS，STL，DXF等）2主要优势* 确保用户获得完美无缺的多边形和NURBS模型。
* 处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统CAD 软件效率更高。
基于逆向工程技术的电风扇外壳的成型工艺及模具设计开题报告
毕业设计开题报告题 目：基于逆向工程技术的电风扇外壳成型工艺及模具设计学 院： 机械工程学院专 业： 材料成型及控制工程学生姓名： 吴红丹 学 号： 200802050427指导老师： 孙孝文 李东锋2012年 3 月 25 日毕业设计开题报告1．文献综述：结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述0 引言随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。
模具成型具有优质、高产、低消耗、低成本的特点。
因而在国民经济各个部门中得到了及其广泛的应用[1]。
注塑模具是模具中的一个非常大的部分，研究其设计、制造过程非常有实际的工程应用价值。
随着世界工业制造及设计技术的进步及各国经济相互影响日趋加大,人们对产品的各方面要求也越来越高。
产品不仅要有方便实用的先进功能,还要具备美观的造型和个性的外观。
而且外观和造型的好坏已成为产品的重要竞争因素。
常会遇到的难题是，客户给你的只有一个实物样品或手板模型，没有图纸或CAD数据档案，制造模具非常复杂，用传统方法设计加工产品，时间长而效果不佳，甚至根本无法成功。
而逆向工程技术为这一难题提供了一个一体化的解决方案：样品——数据——产品，这是一个高效的三维制造路线。
逆向工程技术广泛的应用在设计和制造中[2]。
对于电风扇外壳这类家电产品，在我们的生活中随处可见，市场的需求量很大，结构也非常普遍。
现在市场上对电风扇外壳在外形美观、结构改良的要求越来越高[3]。
所以采用逆向工程对电风扇外壳进行成型工艺分析及注塑模具的设计，有利干设计人员快速消化、吸收原产品的优点，在原产品的基础上进行各种创新设计，设计出更适合市场的产品。
而且，其在产品设计中的应用可以缩短新产品的开发周期，降低设计成本，提高设计质量和设计水平，从而增强企业竞争力[4,5]。
1 逆向工程技术概念及特点所谓逆向工程技术是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的实物模型（或称为零件原形），利用各种数字化技术及CAD技术通过软件构造曲面或实体使之成为所需的三维数据模型，以便进行二次设计或者是直接加工[6]。
吹风机的造型设计毕业设计
黄冈职业技术学院毕业设计（论文）课题名称：吹风机的造型设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录第一章绪论 (6)1.1 Pro/ENGINEER产品介绍 (6)1.2 Pro/ENGINEER产品的特点 (6)第二章吹风机的设计 (7)2.1 新建零件文件 (7)2.2 吹风机的绘制 (7)2.3手柄的绘制 (13)2.4散热口的绘制 (22)2.5 吹风机的其他操作 .............................................................................. 错误！未定义书签。
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吹风机外壳反求与再设计
项目导学
产品信息
名称：吹风机
材料：光敏树脂，铝合金
批量：8 件
项目要求
基于geomagic studio与UG软件的吹风机外壳
反求与再设计
产品制作流程
三维扫描仪对产品进行点云扫描——geomagic
studio对点云进行处理——利用geomagic studio构
造参数曲面并导入UG——利用UG进行逆向建模，并对
产品结构进行再设计
教学目标
知识目标
（1）认知三维扫描仪的操作与维护
（2）认知geomagic studio 点云处理及参数曲面构造
（3）认知UG软件逆向建模及应用
能力目标
培养学生基于geomagic studio、UG软件的反求与逆向建模、再设计能力
素质目标
（1）培养专业认同感与学习兴趣；
（2）培养自学能力、工具应用（如资料检索等）能力、技术文件写作表达能力、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力。
2.1吹风机外壳CAD模型建立
2.1.1geomagic studio概述
Geomagic Studio 是Geomagic公司产品的一款逆向软件，可根据任何实物零部件通过扫描点点云自动生成准确的数字模型。
作为自动化逆向工程软件，Geomagic Studio 还为新兴应用提供了理想的选择，如定制设备大批量生产、即定即造的生产模式以及原始零部件的自动重造。
Geomagic Studio可以作为CAD、CAE和CAM工具提供完美补充，它可以输出行业标准格式，包括STL、IGES、STEP和CAD等众多文件格式
1主要功能
○1、自动将点云数据转换为多边形（Polygons）。
○2、快速减少多边形数目（Decimate）。
○3、把多边形转换为NURBS曲面。
○4、曲面分析（公差分析等）。
○5、输出与CAD/CAM/CAE匹配的档案格式（IGS，STL，DXF等）
2主要优势
* 确保用户获得完美无缺的多边形和NURBS模型。
* 处理复杂形状或自由曲面形状时，生产率比传统CAD 软件效率更高。
* 自动化特征和简化的工作流程可缩短培训时间，并使用户可以免于执行单调乏味、劳动强度大的任务。
* 可与所有主要的三维扫描设备和CAD/CAM 软件进行集成。
* 能够作为一个独立的应用程序运用于快速制造，或者作为对CAD 软件的补充。
2.1.2 geomagic studio 的界面和基本操作
1．Geomagic studio的基本界面
Studio对点云的处理分为3个阶段，【点阶段】，【多边形阶段】以及【曲面阶段】
【点阶段】：对点云进行处理，优化点云，常用命令如下图
【多边形阶段】：将点云转化为三角面片，更加直观地展现模型，可导出STL
文件。
常用命令如下图
【曲面阶段】：构造可编辑利用的曲面片，主要使用参数曲面，常用命令如下图
2.1.5吹风机外壳三维CAD模型建立
1. 点云扫描及处理
将快速制造出来的树脂模型用三维扫描仪进行扫描，输出.txt点云文件，再将点云导入到geomagic studio 进行处理。
删除【非连接项】及【体外孤点】，并将点云【减少噪音】，进一步优化，利用【统一采样】减少点云数量。
2．点云封装及构造曲面
(1) 将处理好的点云进行【封装】，生成多边形，再对多边形进行进一步优化，利用【网格医生】命令去除错误特征，光顺曲面，【降低噪音】。
最后创建【开流型】
(2)创建特征，并与全局坐标对齐
创建旋转轴：【直线】→最佳拟合旋转轴
复制到多边形
将特征与【全局对齐】
3构造参数曲面曲面
(1)新建【参数曲面】进入曲面阶段，【探测区域】，抽取轮廓线，再通过【编辑轮廓线】调整轮廓线，重新生成分隔符，按照曲面类型划分为三个区域
（2）拟合回转面，选择回转面，之后点击【拟合曲面】，拟合时注意曲线类型为样条。
面呈橘黄色，不合格，【重新拟合草图】，控制曲线与点贴合
【对比偏差】，拟合至达到要求
4.构造自由曲面
（1）拟合第一个自由曲面
(2)使用【编辑曲面】命令，修改自由曲面参数化类型为边标签，拟合模式为手动，调节UV，直至曲面符合要求
（3）拟合第二个自由曲面，利用【编辑区域】命令将按钮部分去除，再如第一个自由曲面构造
（4）使用【裁剪并缝合】命令将曲面独立出来，再将曲面导出为iges格式
（1）导入模型STL作为参考
（2）导入在geomagic studio 做好的曲面，创建两个基准面，修剪边缘，利用【曲面网格】将三个曲面连接，约束相切，并将所有曲面【缝合】
（3）使用【实例几何体】命令镜像片体，镜像面为xy平面
将父项与镜像面用【样条】线连接，约束【样条】与曲面G1相切，构建曲面网格
【缝合】所有曲面
(4)利用草图，画出吹风口与手柄处边缘线
【拉伸】成片体
(5)向内【加厚】2mm，并用【修剪体】命令，利用上一步拉伸的片体修剪掉多余部分
(6)使用【修剪片体】命令，将手柄底面修剪出来
（7）【加厚】手柄底面，并与主体求和5在实体模型上进行结构设计
v
（1）分模，利用【抽取曲线】→等斜度曲线找出分模线，将产品分为前后壳（2）【拉伸】求差，做出进风口
（3）构建前后壳螺钉柱，【拉伸】求差出开关孔，并【拉伸】出固定筋板
（4）【拉伸】求差，做出电线卡槽
（5）在前壳内做筋板，筋板需拔模
(6)制作前壳卡位筋板与后壳卡槽，要求留间隙做配合
6.装配
新建两个空白组件，将前后壳分别【链接】，再将组件引用集改为model。