三维数字化技术在工业产品中的应用

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三维扫描技术在工业设计上的应用有哪些?

三维扫描技术在工业设计上的应用有哪些?

三维扫描技术在工业设计上的应用有哪些?一、产品设计与开发三维扫描技术在工业设计中起到了至关重要的作用。

通过三维扫描仪,设计师可以快速捕捉产品的外观几何形状和表面细节,并将其转换为数字化的三维模型。

这种数字化的模型可以进行精确的测量和分析,为后续的产品设计和开发提供有力的支持。

与传统的手工测量相比,三维扫描技术具有更高的精度和效率,可以大大提高产品开发周期和质量。

二、工艺改进与优化三维扫描技术在工业设计上还可以帮助企业进行工艺改进与优化。

通过对现有零部件或产品进行三维扫描,可以获得其精确的几何形状和尺寸信息。

在此基础上,设计师可以进行模拟和分析,发现潜在的问题和改进空间,并针对性地进行优化设计。

这种工艺改进和优化可以显著提高产品的质量和效率,降低生产成本和故障率,提升企业的竞争力。

三、产品仿真与虚拟测试借助三维扫描技术,工业设计师可以将设计好的三维模型导入到虚拟仿真软件中进行各种模拟和测试。

比如,可以模拟产品在不同环境条件下的应力分布、变形情况以及耐久性等。

这些仿真结果可以帮助设计师及时发现潜在的问题,优化设计方案,并在产品制造之前提前进行性能测试和验证。

通过这种虚拟测试,可以减少产品开发周期和成本,并保证产品的质量和可靠性。

四、快速原型制作三维扫描技术在工业设计上还可以与快速原型制作技术相结合,实现产品的快速制造和验证。

通过将扫描仪获取的三维模型导入到快速原型制作设备中,可以直接将产品的数字模型转换为实体模型。

这种快速原型制作技术可以大大缩短产品的开发周期,快速验证设计方案的可行性,提高产品的设计效率和灵活性。

五、可视化呈现与推广三维扫描技术还可以帮助企业进行产品的可视化呈现和推广。

通过将扫描仪获取的三维模型转换为图像和动画,可以实现产品的逼真展示和演示。

这种逼真的可视化呈现方式可以更好地展示产品的外观特点和功能性能,吸引消费者的注意,并提高产品的市场竞争力和销售额。

总结而言,三维扫描技术在工业设计方面的应用非常广泛,从产品设计与开发、工艺改进与优化、产品仿真与虚拟测试,到快速原型制作和可视化呈现,都发挥着重要的作用。

数字化制造技术在工业生产中的应用

数字化制造技术在工业生产中的应用

数字化制造技术在工业生产中的应用随着科技的发展,数字化制造技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用。

数字化制造技术是一种将实体产品转化为数字模型,并通过计算机模拟和虚拟现实技术进行设计、仿真和优化的生产方式。

它能够提高生产效率和质量,降低生产成本,提高企业竞争力。

下面我们将重点介绍数字化制造技术在工业生产中的应用。

一、数字化制造技术在设计阶段的应用数字化制造技术可以帮助企业在设计阶段提前发现设计问题,降低产品开发中出现不必要的错误和成本,提高产品的质量和效率。

通过数字化设计软件,设计师可以快速地创建、编辑和分析产品的三维模型,并与客户进行交互和反馈。

数字化制造技术还可以通过虚拟现实技术进行产品的可视化展示,使客户更好地理解产品的特性和功能。

二、数字化制造技术在生产计划和流程中的应用数字化制造技术可以帮助企业完善生产计划和流程,优化生产效率和协作效率,减少人力和物资的浪费,提高生产的质量和效率。

数字化制造技术可以通过智能化的生产计划软件进行计划调度,根据不同的工艺流程、物资需求和生产能力进行优化。

数字化制造技术还可以通过数字化监控系统进行生产现场的实时监控和管控,及时发现生产异常,提高生产效率。

三、数字化制造技术在产品质量控制中的应用数字化制造技术可以帮助企业在生产过程中实现精细化、智能化的质量控制,提高产品的合格率和稳定性。

数字化制造技术可以通过智能化的检测设备和软件进行产品的自动化检验和数据分析,及时发现生产中存在的问题,指导工人和技术人员进行生产改进和调整。

数字化制造技术还可以通过工艺模拟软件进行生产过程的仿真和优化,提高产品的性能和可靠性。

四、数字化制造技术在售后服务中的应用数字化制造技术可以帮助企业实现智能化、信息化的售后服务,提高客户对企业的满意度和信任度。

数字化制造技术可以通过智能化的云端平台和软件进行客户反馈的收集和分析,及时发现产品问题,提供快速、高效的售后服务。

数字化制造技术还可以通过虚拟现实技术进行培训和教育,帮助客户更好地理解产品的特性和功能,提高产品的使用率和价值。

三维数字化检测技术在飞机制造业中的应用

三维数字化检测技术在飞机制造业中的应用

量转换成数字量后 ,直接送到计算机 中进行 数据处理或实时控制 。因此 ,数字化测量技 术广泛应用于数字仪表、非电量测量 、数据
采集系统、 自 动控制等各个领域。 3 三维数字化检测技术的发展
对检测手段从硬件到软件都提出了愈来愈高 和愈来愈复杂的要求 。 传统的借助通用量具 、 样板等手段的检测方式 ,在测量精度、效率
法, 提高了产品检测的速度和精度。如何有
效 、合理地采用先进数字化测量技术来提升 飞机制造水平是我们关心的发展方 向
2 三维数字化检测技术
中对 零件 的三维数 字化检 测的迫切 需求 ,简
要 介 绍 了国 内外的 三 维数 字化 检 测技 术 的 发展现状和 趋势。重 点介 绍 了面向 C MM 机
数控机加件 、复材件 以及工装都是通过上 C MM 机来验证其质量。 三坐标测量原理 :通过测头上探针接触 零件表面,采集被测轮廓的数据 ,然后横向
移动一个间距 ,采集相邻 的轮廓数据 ,即获 得了被测物体上各测点的坐标位置 ,根据这
度为常数的原理 ,由测距器主动向被测物体 发射激光脉冲或经过调制的激光束信号( 调 制方法包括幅度调制和频率调制两种)光束 , 遇到被测物体反射回来并被探测器所接收。
的。
适度先进的信息化数字测量技术和产 品来迅
数字化测量技术具有测量速度快 、精确 度高 、操作方便等优点。数字化测量将被测
速提升飞机制造业水平 ,是当前一个重要 的
发展方向。 随着飞机设计水平 、制造技术 的提高 , 对飞机零 部件 的制造精度 提出 了更 高的要 求 ,这使得需要检测 的覆盖范 围愈来愈宽 ,
当今信息技术已经成为推动科学技术和 国民经济高速发展的关键技术 。如何用先进 的信息技术来提升、改造飞机传统制造业 , 实现生产力跨越式发展的战略结构调整 ,是 我国飞机制造业面临的一项紧迫任务。采用

三维数字化建模技术的研究与应用

三维数字化建模技术的研究与应用

三维数字化建模技术的研究与应用随着计算机技术的快速发展和数字技术的快速普及,三维数字化建模技术在各行各业得到广泛的应用。

这种技术能够快速、高效地创造出精致、真实的三维模型,广泛用于电影、游戏、建筑、工业制造、医学等领域。

本文将围绕三维数字化建模技术的研究和应用展开论述。

一、三维数字化建模技术的研究与发展三维数字化建模技术起源于计算机辅助设计领域,旨在为电子设备提供三维图像和模型,以供实际制造使用。

20世纪80年代以来,通过将计算机辅助设计软件与数字成像和模拟技术结合使用,三维数字化建模技术得到了快速的发展。

现在,它已经成为计算机图形学、计算机辅助设计、计算机辅助制造等领域中最主要的支撑技术之一。

在三维数字化建模技术研究的过程中,主要包括三个方面的问题:数据获取、模型构建和数据处理。

1. 数据获取数据获取是指采集和获取原始数据。

目前,常用的数据获取方式包括激光扫描、结构光扫描、相机拍摄等技术。

这些技术可以在短时间内获取大量的数据,并且保持较高的精度和准确性,保证了数字模型的高质量。

2. 模型构建模型构建是指根据图像和数据生成三维模型。

这个过程中需要进行数据的处理、编码和表示,并将其转化为3D模型。

这些过程主要通过计算机程序实现,包括曲线与曲面建模、三角化等技术。

3. 数据处理数据处理是指对三维模型进行编辑、处理、分析和优化,以满足建模要求。

数据处理技术包括颜色纹理映射、UV映射、法线贴图等。

二、三维数字化建模技术的应用1. 电影、游戏制作电影和游戏行业是三维数字化建模技术应用最为广泛的领域之一。

制作电影和游戏需要大量的人物、场景、物品等三维模型。

三维建模技术能够让制作人员轻松地设计、编辑和调整模型,生成逼真漂亮的场景和角色。

2. 建筑工程三维数字化建模技术在建筑工程中也有着重要的应用。

通过该技术,建筑师可以使用计算机工具创建和调整整个建筑物的3D模型,确认建筑结构和工程流程。

此外,三维建模技术还可以优化施工方案并确定工程进度,有助于提高建筑物的效率和质量。

3D打印技术在工业领域中的应用

3D打印技术在工业领域中的应用

3D打印技术在工业领域中的应用随着科学技术的日益发展,越来越多的现代化技术也进入了我们的日常生活和各行各业。

其中,3D打印技术是一种近些年来兴起的技术,它具有诸多优点和广泛的应用场景。

本文将围绕3D打印技术在工业领域中的应用展开论述。

一、3D打印技术的基本原理3D打印技术是一种将数字化模型快速转化为实体的生产方式。

它采用的基本原理是:将数字化的三维设计模型分解成很多层,然后通过3D打印机堆叠塑料或其他材料一层一层地打印出所需的实体物品。

由于它具有操作简单、速度快、定制性强等优势,因此在工业领域中应用越来越广泛。

二、3D打印技术在工业设计中的应用1.快速制作样品在传统的工业设计中,制作一个实物样品需要经过多次手工制作和调整才能达到预期的效果,费时费力。

而3D打印技术可以使工业设计师快速制作出所需的实物样品,这样可以最大限度地减少人力和时间成本,提高生产效率。

2.定制化产品制造3D打印技术可以根据客户的需求,快速把设计图转化成实体产品,因此可以为工业客户提供更为灵活和多样化的定制化产品制造服务。

3.提高产品的可靠性和稳定性由于3D打印技术能够精准地控制每一层物料的添加,能够避免工业生产中存在的缺陷和错误,提高产品的可靠性和稳定性,减少不必要的损失。

4.节约成本相比于传统的生产方式,3D打印技术需要的生产成本更低,并且可以避免因人为失误带来的生产损失,从而为工业客户大大降低了生产成本。

三、3D打印技术在工业制造中的应用1.小规模生产3D打印技术可以根据所需要的产品数量来打印物品,比如仅需要生产少量的零部件时,就可以采用3D打印方式来完成生产,这样可以避免生产过剩或者积压产品的情况发生,降低生产成本。

2.模具制造3D打印技术可以制造出按照设计要求精度高、寿命长的模具,这种模具不仅可以避免因设计不精准而引起的生产损失,还可以提高工业制造的精度和效率。

3.复杂零部件的生产在传统的工业制造过程中,由于复杂零部件的设计和制造比较困难,所以很难实现小批量或单件的零部件生产。

3D视觉技术在工业制造领域中的应用

3D视觉技术在工业制造领域中的应用

3D视觉技术在工业制造领域中的应用工业制造领域中,3D视觉技术是不可或缺的一项重要技术。

3D视觉技术可以用于机器人、智能制造、测量等领域。

与传统2D视觉相比,3D视觉技术可以提供更全面的信息,可以量化表面形状、尺寸和体积,从而为工业制造领域带来更高效的生产和更大的效益。

应用于工业制造领域的3D视觉技术有很多种,例如3D成像技术、3D扫描技术、3D打印技术等。

下面将分别对其应用进行讨论。

一、3D成像技术在工业制造领域中的应用。

3D成像技术的应用主要包括3D视觉传感器、3D相机和3D扫描仪等。

其中3D视觉传感器主要用于测量物体表面的形状和尺寸,3D相机主要用于快速高精度的三维建模,3D扫描仪主要用于快速地将实物转化为数字化模型。

3D成像技术在工业制造领域中的应用非常广泛。

例如,在汽车制造领域中,3D成像技术可以用于汽车车身的表面检测和尺寸测量,从而保证汽车车身的质量和精度。

在电子制造领域中,3D成像技术可以用于电子元件的检测和尺寸测量,从而保证电子元件的品质和可靠性。

此外,3D成像技术还可以用于工业机器人的视觉检测和导航,从而使机器人具有更高的自主性和智能化。

二、3D打印技术在工业制造领域中的应用。

3D打印技术是一种基于数字模型的定向加工技术,通过逐层加工的方式来制造三维实体。

3D打印技术在工业制造领域中的应用非常广泛,可以用于原型制作、零部件制造等各个环节。

在原型制作方面,3D打印技术可以提供快速和低成本的原型制作方式。

这种方式可以使工程师在产品开发周期的早期阶段快速制造出一些概念模型进行测试和验证,使工程师在设计过程中更加有信心和自信。

在零部件制造方面,3D打印技术可以用于制造复杂的零部件。

这种零部件通常很难通过传统的加工方式来制造,而3D打印技术可以通过直接输出数字模型来制造这些零部件,从而大大提高生产效率和降低制造成本。

三、3D扫描技术在工业制造领域中的应用。

3D扫描技术可以将实物转化为数字模型,从而实现从实物到数字化的转换。

三维数字技术在机械制造中的应用

三维数字技术在机械制造中的应用

三维数字技术在机械制造中的应用摘要:三维数字化技术作为信息化时代最为重要的技术之一,其应用范围极为广泛,特别是在机械制造方面。

三维数字化技术为机械制造提供了依托,在三维数字化技术的辅助下,越来越多的高精度、自动化产品得以生产。

三维数字化技术的运用,不但提高了机器的生产性能和精密度,而且大大提高了生产效率。

关键词:数字化技术;数模重构;三维采集;1三维数字化技术1.1三维数字化采集技术三维数字化采集的基本方法有结构光栅投影法、时间激光扫描法和三坐标测量法。

三坐标测量法的基本原理是利用接触式探头对物体的各个部位进行坐标测量,其测量精度高,而且对物体的外观、颜色没有特别的要求。

结构光栅断层投影法因采集过程与实际物体接触,需实物具有较好的收缩环境,进而在测量时存在较大的误差。

而且,长期与探测器的接触会因磨损和杂质而导致测量数据不精确,从而导致测量结果的无意义,应用范围较小。

时间激光扫描法是一种非接触式的测量技术,它是利用光学传感器,利用激光光源对目标进行照射,并对其进行采集和处理,获取电子信号,从而确定物体的大小。

适用范围广,误差小,得到广泛应用。

1.2三维数字化数模重构技术三维数字化数模重构技术是将三维对象建模,通过计算机处理和分析的一种建立数学模型的技术,要求在计算机上构建一个能够表现客观世界的虚拟图形,三维数字化模拟技术是目前汽车工业中最常用的一种方法。

在CKD零件的设计与研究中,必须运用三维数字化数模重构技术进行反演思维,利用CAD/CAM软件对所发现的控制点进行分析、测量,以重现产品的模型。

例如,在汽车消声器上安装了一个增强模块,需要将消音器表面划分为多个区域,通过测量区域的曲率半径来设定扫描位置,从而获得控制点位图,并通过控制点绘制出曲线,最后进行曲面仿真。

通过对表面与原始表面的比较,对表面的偏差和误差进行全面的分析,从而实现对产品质量的检测和调配。

对于CNC磨具,可以分析磨具的磨损情况,从而为以后的模具维修工作提供理论依据,便于以后的模具再制造,这也是三维数字化数模重构技术的先进所在。

数字媒体技术在工业产品设计中的应用及发展前景

数字媒体技术在工业产品设计中的应用及发展前景

数字媒体技术在工业产品设计中的应用及发展前景随着数字化时代的到来,数字媒体技术在各个领域都得到了广泛的应用,其中包括工业产品设计领域。

数字媒体技术的应用为工业产品设计带来了很多新的可能性,同时也为产品设计师提供了更多的创新工具和手段。

本文将探讨数字媒体技术在工业产品设计中的应用及发展前景。

数字媒体技术在工业产品设计中的应用主要体现在以下几个方面:1. 三维建模和可视化设计:数字媒体技术可以帮助产品设计师进行更加直观和真实的三维建模,使得设计过程更加高效和精准。

通过数字媒体技术,设计师可以将设计的产品以立体的形式呈现出来,从而更好地理解产品的整体结构和外观。

2. 虚拟现实技术:虚拟现实技术可以为设计师提供一个更加真实的设计环境,使他们可以在虚拟的世界中进行产品的设计和演示。

这种技术可以让设计师在设计阶段就对产品进行全方位的观察和测试,从而尽可能地避免设计中的失误和瑕疵。

3. 数据分析和模拟:数字媒体技术可以帮助设计师对产品的设计和性能进行多维度的数据分析和模拟,帮助他们更好地理解产品的特性和表现,从而进行更加科学和合理的设计。

除了以上几点,数字媒体技术还可以在产品的展示和推广、交互设计和用户体验等方面发挥作用。

数字媒体技术在工业产品设计中的应用可以极大地丰富产品设计的手段和方法,提高设计的效率和质量,降低设计的成本和风险。

随着科技的不断进步和数字媒体技术的不断创新,数字媒体技术在工业产品设计中的应用前景也非常广阔。

随着VR、AR等虚拟现实技术的发展,将为产品设计带来更加真实和直观的设计环境,使得设计师可以更加直观地进行产品的设计和展示。

随着人工智能技术的不断发展,数字媒体技术也可以帮助产品设计师更好地进行数据分析和模拟,从而为设计提供更加科学和精准的依据。

随着数字化制造技术的发展,数字媒体技术也将为产品的制造和生产提供更加智能和高效的工具和手段。

在工业产品设计中,数字媒体技术还可以与互联网、大数据等其他技术相结合,为产品的设计和推广提供更加全面和一体化的解决方案。

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三维数字化技术在工业产品中的应用作者:刘晋斌来源:《科技经济市场》2020年第05期摘要:工业4.0是科技进步的一场革命,纵观全球,三维数字化技术已经成为各大企业提升创新能力、优化研制流程、提升研发效能的有效途径。

三维数字化技术针对的大多是应用软件,三维数字化软件基于大数据数据模型计算分析,可以进行三维建模,完成原物体的三维模型。

三维建模中三维逆向建模是还原原物体形状的一种建模方式,以点云为基础,对片面进行划分合理的领域的过程,此技术能够大大增加产品建模的精度,应用于工业产品设计、模具造型设计、医疗器械等精密度要求较高的领域中,并结合先进制造技术可以加工出形状各异的高精度产品。

本课题以面盆龙头为例,研究三维数字化技术在工业产品中的应用。

关键词:三维数字化;逆向建模;工业产品;创新设计;制造1 概述随着社会发展的不断更新换代,传统的技术已经无法满足产品外型及产品精度的要求。

三维数字化建模技术是由计算机进行搭建三维建模的新方式,大幅提高了传统的建模技术。

而三维逆向建模则是在计算机分析仿真的基础上对产品进行建模,并模拟出精度误差分析的过程,大大提高了产品的质量,从而在现代社会中被广泛的使用。

在工业产品中,面盆龙头是安装在面盆上用于日常洗漱的产品,功能是通过混水阀调节自来水的大小与冷热,达到用户的使用标准。

现有一款面盆台面单把手双孔面盆龙头组件实物(图1),把手部分和相关产品技术资料缺失,现计划重新生产该款龙头,需要对阀体组件重新建模。

根据阀体模型设计制造把手样件与面盆龙头体进行试配验证,并投入到消费市场。

产品设计制造存在的难点:(1)面盆龙头曲面多,面片难以拟合。

(2)设计龙头主件难以模拟仿真。

(3)加工时表面粗糙度难以控制。

(4)创新设计的把手要符合装配要求。

以三维数字化技术为基础来解决此问题,做出产品,满足要求。

2 面盆龙头产品设计与工业产品创新设计过程2.1面盆龙头的点云采集点云是逆向建模的基础数据,有了点云素材才能根据点云素材进行建模。

点云的采集通过扫描仪进行,我们选用的扫描仪器是北京三维天下WIN3DD三维扫描仪(图2),该扫描仪配置三维数字化相机与光栅,扫描的方式以拍照式自动拼接成型[1]。

扫描的空间误差小、精度高。

此扫描仪能够满足产品点云的数据采集。

要采集准确的点云数据,首先调整好扫描仪的摆放角度,如果角度调整不好,很容易出现点云不全的现象,导致后续无法进行。

之后再调整相机的参数,参数按照说明书中介绍的设置。

再进行标定,标定是不可缺少的重要部分,就像是画图的基准面一样,标定的质量直接影响建模的精度。

扫描过程中,扫描的模式分为拼合扫描、非拼合扫描、框架点扫描,扫描时应选择合理的扫描方式进行扫描。

因面盆龙头表面金属反光并表面有些薄面,扫描仪无法准确地采集到点云素材,所以选择拼合扫描,这样才能迅速捕捉到物体的形状,采集点云。

最后通过扫描仪得到的点云素材格式为(.asc),导人GeomagicWrap软件中。

G eomagicWrap软件的特点是能支持多种的扫描设备,基于点云数据进行编辑并快速创建精准的多边形模型[2]的软件。

由于面盆龙头的外型曲面较多,处理点云的时候先清除无关的杂点,保证面盆龙头的外型点云。

再进行点云的平滑,使面盆龙头的点云外型变得更加光滑,之后去躁点,把点精简,保证在250000个点左右,简化后的2D效果图如图3。

接下来就要进行三角网格片面的修补,把破掉的地方补起来,使物体完整,之后进行点面片优化,保存完整的点云(图4)。

此时的点云数据与用三坐标测量仪测量的原始面盆龙头得出的数据进行对比,对比误差见表1(单位毫米),误差仅为0.04毫米。

2.2 面盆龙头的三维逆向建模通过以上处理的点云素材是已经达到建模的标准了。

点云素材导入到G eomagicDesignX 软件中进行逆向建模。

建模思路:导入点云,划分领域组,根据模型情况调整敏感度,通过识别原始扫描数据的3D特征,进行自动分割。

如果自动分割领域组后的数据分区,不能满足后期建模的要求,需要对分区后的数据进行重新分割,分割后重新组建合理的领域组[3,4]。

在建模的过程中没有坐标系是万万不行的,坐标系选择以大面为基准,手动对齐坐标系,建立主视图,根据顺序安排其它的视图,确定X轴、Y轴、Z轴的方向。

构造曲面,面盆龙头被分割为5个领域组,所以要建立3大部分(图1)。

第一部分是面盆龙头的两肩大面,可用平面草图,设置基准平面,单击“曲面放样”放样出两肩的大面,之后对底面进行一段拉升,直至延长后的曲面能完全覆盖面盆龙头两肩的原始数据。

利用同样的方法把另外一面也做出来。

第二部分是面盆龙头的出水龙头,利用草图绘制,绘制出出水龙头的视图,然后进行放样其表面,对有形状的边进行倒圆角,圆角的半径应该与点云的点相近。

最后拉升一段出水口的形状,出水龙头就建好了。

第三部分是面盆龙头的连接柱,利用草绘命令,绘出连接柱,再进行旋转,作出连接柱。

相关地方要进行倒角处理,达到精度要求。

连接柱要和把手部分配合,这的尺寸要记好,在创新设计部分可以有据可依。

最后利用布尔运算把三大部分拼接好,把多余的片面减掉,拼合成面盆龙头的模型。

完成后的三维数字化模型与点云进行对比的数据分析(图5、表2)如下:通过面盆龙头检测色彩对比图偏差分布报告得出,由三维逆向建模的模型很好地贴合在点云上,精度大约在0.04MM,保证了产品的质量。

2.3面盆龙头把手的三维数字化创新设计与说明面盆龙头的模型建立好以后,面盆龙头把手采用UC软件进行创新设计。

UG软件设计功能强大,对于后续的加工部分也有很大的帮助。

设计思路通过以上的步骤,得到面盆龙头的模型,导入到UG软件中,对其要配合的地方进行测量,并记入需要配合的相关尺寸,然后新建草图进行设计。

画出草图后拉伸出手柄大致样貌,通过之前记入的相关尺寸,得到面盆龙头的活动杆的实体尺寸,在手柄底部平面绘制相应草图,并再以方形四角为圆點做直径,得到图案后向外偏置得到一个封闭式的草图,经过拉伸与布尔求差得到与活动杆相配合的花孔,然后进行整体的倒角,设计出面盆龙头把手。

最后把面盆龙头把手与面盆龙头装配到一起,进行渲染查看效果。

创新设计的面盆龙头手柄和面盆龙头典雅大气(图6),在实用性上符合面盆龙头的一切功能,手柄从底部的孔装配面盆龙头的活动杆,能够实现通过上下活动灵活调节水流大小,通过左右活动能控制温水冷水的排出,使用方便快捷,达到了设计要求。

创新设计后的水龙头手柄,底部采用方形结构,四周的人性化倒角设计,把手则采用简单大气的v型平面,以圆弧作为前端,避免了用户无意中的划伤,整体上看简约大气,富有现代气息[5,6],后续的加工中也更容易。

连接部分是最重要的地方,通过四孔设计解决了活动杆的四角因配合出现的装配过渡或者局部间隙等问题,使其与活动杆的装配更紧固,更可靠,制造材料可使用不锈钢材质。

不锈钢材料的特点:抗冲击、抗腐蚀、不具有危害物质,使用时间长,调节温度方便快捷,经济实用。

2.4 面盆龙头把手的制造过程产品制造主要有三种方式:一种是去除材料的方式制造,如数控机床切削金属制造零件的方式。

一种是增材制造方式,如3D打印机的叠加式制造。

一种是焊接制造。

面盆龙头把手的制造过程选取去除材料的方式进行制造。

采用数控机床VCD-850型号FANUC系统的加工中心,此型号的机床刚性好,系统稳定,使用性能强。

软件应用三维建模软件UC的编程模块及对应的后处理[7],采用7075毛胚铝件进行加工。

指定好毛胚的机床坐标系,确认加工时的装夹位置,设定好安全距离。

之后确定工件几何体,指定部件与毛胚,进行编程。

第一步:先对部件下端的特征进行编程,这样能够保证把手调头装夹的稳定性。

采用定心钻对毛胚表面的四个深孔进行定心并编写钻孔程序。

完成四孔的钻孔编程后进行毛胚的第一次粗加工。

使用型腔铣指令,调用立铣刀开粗,设置每刀切削深度及加工的参数,确认并生成加工刀路,完成后进行对花孔部分的加工,使用型腔铣指令,调用立铣刀开粗,设置加工的参数,确认并生成加工刀路。

完成之后,进行毛胚的第一次精加工,使用深度轮廓铣指令,调用球刀精加工,指定倒角部分的切削区域,设置加工倒角参数仅为陡峭,设置圆弧刀具半径,确认并生成加工刀路进行加工。

第二步:完成后工件调头,虎钳夹住底部方形部分,开始对剩余的毛胚部分进行加工编程,指定工件几何体,指定部件与毛胚。

对剩余部分调用型腔铣指令,调用立铣刀进行开粗,设置底部余量,以螺旋的方式进刀,设置顺铣深度的切削参数,确认并生成加工刀路,完成后进行毛胚的第二次精加工,使用深度轮廓铣指令,指定倒角部分与整个平面部分的切削区域,设置每刀切削深度恒定,生成加工刀路。

完成所有的程序编写后,选择每条程序依次通过UG软件的后处理器,调取FAUNC的后处理程序,输出NC拓展名文件,则所有程序后处理完成[8]。

通过编程软件,可将处理过的程序传输到机床里运行加工。

加工时刀具要进行对刀,开始程序输入,将后处理程序导人数控编程软件。

输入程序时要把倍率调低,单步运行。

点击启动键,软件即可输入程序,在运行程序的过程中,要观察机床是否会撞刀,运行正常后则打开切削液,开始加工。

每个子程序重复以上的步骤,直至正反面所有加工的结束,并用气枪清理后取出。

最后将加工好的面盆龙头把手与面盆龙头相配合(图7),能够很好地达到产品的外观效果和功能。

3 总结在这个瞬息万变的时代,主要的工业国家都制定了科学的发展战略,将工业迅速推进到数字化时代。

三维数字化技术对工业产品创新设计的影响也是很大的,从上文可以得出:(1)通过高端的扫描设备、先进的建模技术,能够实现精准的原物还原。

(2)创新设计是通过三维软件设计出来,而不是传统的手工绘制。

新方式的设计过程直观、鲜明,装配方式一目了然,解决了产品的精度、配合、外型渲染等前期工作,减少了产品研发的周期。

(3)传统的钳工加工工艺已被先进的数控机床取代,大大地提高了企业开发产品的效率与质量。

参考文献:[1]刘玲玲,王雪梦.基于RapidForm逆向工程软件的汽车外拉手产品设计和数控加工[J]汽车零部件,2018[2]吕翼峰.FSAE项目驾控布局及踏板装置逆向工程研究[D]扬州大学硕士论文,2018.[3]杨晓雪,闫学文.GeomagicDesignX三维建模案例教程[M]机械工业出版社,2016[4]张德海.三维数字化建模与逆向工程[M]北京大学出版社,2016[5]杨梅.工业产品造型设计[M]化学工业出版社,2014[6]江帆,陈江栋,戴杰涛.创新方法与创新设计[M]机械工业出版社,2019[7]高雨辰,汪海溟.UG NXlO.O三維数字化辅助产品设计[M].清华大学出版社,2018[8]于济群.先进制造技术与机械制造工艺分析[J]南方农机,2019。

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