模具在长期的服役使用过程中,表面经过不断磨损会造成模具表面破损。由于一些进口的精密模具没有原始的CAD图纸与模型,严重磨损后只能选择报废处理,这样就增加了生产成本,降低生产效率。本文提出一种新的加工工艺在没有失效模具的原始模型基础上,使用逆向工程技术实现对失效模具的快速修复。针对失效模具破损区域与失效模具整体的零件外形,采用3D Ca Mega光学扫描仪对失效模具进行扫描。通过将逆向点云处理软件与Geomagic Design X相融合共同完成了曲面重构与失效模具模型的建立。通过Marc软件进行模拟修复,获得模拟修复结果。本文通过H13失效模具镶块进行预处理后,在点云获取与处理阶段,分析其失效形式,确定扫描方式,对失效模具表面喷涂显影剂,基于数字化扫描仪3D Ca Mega对失效模具分两部分进行扫描获取精确的点云数据。使用Geomagic Studio点云处理软件对两部分点云进行拼接、去除杂点、降噪、顺滑等处理。在重构阶段将处理好的点云导入重构软件Geomagic Design X中,通过对点云数据的领域划分、重构区基准建立、3D面片建立、实体特征建立等操作获取失效模具CAD模型以及失效磨损区域CAD模型。通过对失效模型与原始模型进行布尔求差获取待修复区域。在修复阶段由于重构出的模型数据较大无法直接进行Marc模拟修复,采用先将模型数据导入到有限元分析软件Dynaform中进行网格划分,尤其对待修复区域进行精细的网格划分,然后再导入到Marc中进行有限元模拟修复。本文采用先进的三维扫描技术,获得精确的失效模具点云数据,优化了点云处理手段。通过逆向工程技术,在没有原始模型的基础上,获取了待修复区域的原始模型,实现了失效模具修复量的准确控制,优化了失效模具快速三维修复工艺。通过Marc软件进行模拟修复,模拟结果得出,修复的失效模具表面存在变形现象,通过对数据的分析可知,修复后失效模具表面变形量比较小,修复精度较高,能满足生产需要。
增材制造技术已经成为微混合器加工的重要技术手段。增材制造微混合器的加工质量日益受到重视,其中结构参数的测量和混合性能的表征是质量控制的两个重要环节。但仍面临诸多问题:现有的结构参数测量手段难以实现微混合器内部结构的测量;用于混合性能表征的实验方法结果准确,但是设备操作复杂,参数设置不灵活;基于设计模型的数值模拟法不能反映真实的加工特征,结果不准确。本文基于增材制造微混合器的重构模型,研究了结构参数测量和混合性能表征的方法。研究内容包括以下几方面。为了得到微混合器的重构模型,利用工业CT技术对增材制造微混合器进行断层扫描,在工业CT断层序列图像的基础上采用MC算法构建微混合器重构模型,并对重构模型的缺陷进行优化,最终为后续研究提供了高质量的重构模型。微混合器通道尺寸测量包括两方面,一是截面尺寸测量,首先提取微混合器中轴线并垂直中轴线建立分割平面,接着以重构模型为约束条件,采用Delaunay四面体剖分算法建立实体模型,最后以分割平面与实体模型的交点作为截面轮廓点,实现了通道截面尺寸的测量。二是关联通道尺寸测量,即两个相互平行或成一定角度的通道之间的距离、角度尺寸的测量,通过计算两通道中轴线之间的距离和角度,实现关联通道尺寸的测量。在微混合器表面形貌测量方面,根据重构模型表面的法矢变化情况提取模型边缘处的特征点,将特征点连接成特征线并进行三角面片区域生长,实现了重构模型的区域分割,利用模型表面离散点到拟合平面的距离进行三维粗糙度参数的计算,实现了表面形貌的测量。在微混合器混合性能表征方面,利用能够反映真实加工特征的重构模型进行FLUENT数值模拟,通过分析不同Re数和Sc数对重构模型混合效果的影响,并与设计模型模拟结果进行对比,说明了重构模型的加工特征对微混合器的混合效果有重要影响,实现了微混合器混合性能的表征。以Visual Studio 2008作为开发平台,设计了可以用于结构参数测量的软件系统。实现了重构模型构建、通道截面轮廓提取以及重构模型区域分割等功能,并结合OpenGL技术实现了三维可视化与人机交互操作。
暂无评论