第 四章第一节,产品设计方法 ——反求工程肖 耘 亚
2003年 4月 09日
MasterCAM讲稿回顾
编辑 /修整的基本功能及操作要领
Trim要注意选择图素对象的顺序：先取被剪对象，再给边界条件。
特别要注意选择图素时光标的位置 ——修剪后要保留的位置
其它一些常用编辑功能,Break的热键操作
转换功能,Mirror/Rotate/Offset/ Roll(生成螺旋线 )等的操作
常规 CAD建模获取 Tiaogen曲面模型的扭曲变形新课要点
讲述产品设计方法：
设计步骤
设计思路
产品检测手段
演示 Tiaogen实例的重构方法
综述反求工程产品设计方法
产品设计前期准备
了解客户要求：功能、寿命、
形状、精度、表面要求、特殊要求等
了解产品性能：材料（收缩、
变形）、制造工艺性等
掌握手中具有的设备、条件：
测量工具、机床加工能力、加工方式等产品设计方法
产品的设计步骤
定义一个极限盒
做出产品各个方向上的轮廓线,
包括俯视图,侧视图,前视图；
通过百分表在数控机床上抄出各条特征曲线；条件不具备时,也可用卡尺粗略测量,绘制特征曲线
特征曲线是曲面特有的,相当于扎灯笼时的骨架,曲面的特征轮廓仅用 2D三视图是描述不了的
体现特征曲线的例子 （ 操作演示 ）
产品设计方法
产品的设计步骤
通过输数的办法将各点数据输入电脑中,然后用曲线连接方法将各点连接起来,再根据求出的曲线作出所需的曲面
所需设备：
高度尺,游标卡尺,坐标纸
数控机床,对数棒,百分表
关于测量设备和方法将在强化训练中讲述产品设计方法
产品设计思路
将产品划分区域,根据不同区域构造出相应的曲面 。 在重要的地方,应适当增加曲线,以便较精确地描绘出该处的产品形状 ——
相当于把产品网格化,利于打坐标 。
具体例子见 SUBIAO的操作演示产品设计方法
产品设计思路
在较难描绘的地方应捕捉出原设计者的思路,通过虚拟曲线的构造方法,重新绘出原有曲面,以达到曲面光顺的目的,再通过修剪,熔接,
倒圆等方法,得出产品的最终形状 —— 事实上,产品上的某些曲面并不是直接构造的,而是经过了编辑,修剪,光顺,融接等处理 。
换言之,用反求工程,先还原为原始曲面 （ 线框 ） 模型,再进行修剪,
编辑等,使产品光顺,获得理想形状产品设计方法
产品设计思路
在作图过程中,发现所做的曲面发生扭曲变形时,应 对原构成曲线进行修改,再重新做面 。
曲面 的修改方式,应通过对点的修改方式来实现,即对变形点作平移操作,来获取新的曲线,
这是因为在产品测量过程中不可避免地存在误差,出于光顺的目的,可对各点进行坐标修正产品设计方法
产品的检测手段
在做好产品设计之后,由于测量上和设计上失误会造成设计产品和原有产品不相符 。 如果产品精度要求比较高,这时我们应对设计出来的产品进行检测
通过对关键曲线进行 1,1打印的方法进行对比产品设计方法
产品的检测手段
可通过对手板的制造,然后通过对手板进行检测,将测出的数据与原有数据进行比较
通过快速成形机,直接造出产品,然后对该产品进行比较,
注：比较的方式可在软件中进行测量,但如果原有数据是通过三坐标测量机测出的,可在测量机所配的电脑直接进行比较产品设计方法
模具制造
产品设计完成后,对塑料件,应根据所用材料的种类乘上其收缩率 （ 缩水 ）,得出模具尺寸,然后再进行上下模的分模
在一般情况下,不用完成整个产品的分模,而只需设计出产品的型腔后,即可对其进行编程加工,
型芯 （ 凸模 ） 只要将型腔反转
180度,再考虑制件壁厚即可 。
对五金件,要考虑其弹性回复,
问题会复杂很多 。
条匙实例
关键在虚构曲线，重建原始曲面，
再进行修剪
重构过程中，所用数据要凑，生成的曲面与原模型的误差可用
Analyze进行分析
建议用 R1=1.5~3,R2=15~30
允许有更宽的思路，尝试新的重构方法
本例同时体现产品制件精度对设计带来的影响反求工程
当已有一件产品实物，要在电脑中重构 CAD模型，或仿制产品时，
就要用到反求工程。
反求工程步骤（思路）
了解（掌握）要求，含客户要求、
产品性能要求等，这将直接决定设计工作量
了解设计条件，含测量手段、生产条件
产品测量。获取重构电子模型所需数据，最常用三视图的 2D轮廓和特征轮廓（曲面）。切记：任何测量的数据，都应是 2D轮廓的数据反求工程
在产品测量过程中，常用将被测对象网格化的方法，网格的交点就是待测点，而点的 3D坐标是可以测量的，有时要结合一些技巧、
方法或辅助测量工具
用测量数据构建 3D线框模型，再重构曲面模型
在反求 CAD模型过程，出现扭曲现象时，要使用虚构方法进行重建，捕捉原作品的设计思想，反求原始曲面，再进行修剪，保证所需曲面的光顺反求工程
产品精度要求高时，还需对设计结果与原件作比较，检测手段有
在电脑上作比较
1,12D轮廓打印
制造对手板
快速成形
最终产品还要考虑缩水或回弹及其它一些工艺问题
2003年 4月 09日
MasterCAM讲稿回顾
编辑 /修整的基本功能及操作要领
Trim要注意选择图素对象的顺序：先取被剪对象，再给边界条件。
特别要注意选择图素时光标的位置 ——修剪后要保留的位置
其它一些常用编辑功能,Break的热键操作
转换功能,Mirror/Rotate/Offset/ Roll(生成螺旋线 )等的操作
常规 CAD建模获取 Tiaogen曲面模型的扭曲变形新课要点
讲述产品设计方法：
设计步骤
设计思路
产品检测手段
演示 Tiaogen实例的重构方法
综述反求工程产品设计方法
产品设计前期准备
了解客户要求：功能、寿命、
形状、精度、表面要求、特殊要求等
了解产品性能：材料（收缩、
变形）、制造工艺性等
掌握手中具有的设备、条件：
测量工具、机床加工能力、加工方式等产品设计方法
产品的设计步骤
定义一个极限盒
做出产品各个方向上的轮廓线,
包括俯视图,侧视图,前视图；
通过百分表在数控机床上抄出各条特征曲线；条件不具备时,也可用卡尺粗略测量,绘制特征曲线
特征曲线是曲面特有的,相当于扎灯笼时的骨架,曲面的特征轮廓仅用 2D三视图是描述不了的
体现特征曲线的例子 （ 操作演示 ）
产品设计方法
产品的设计步骤
通过输数的办法将各点数据输入电脑中,然后用曲线连接方法将各点连接起来,再根据求出的曲线作出所需的曲面
所需设备：
高度尺,游标卡尺,坐标纸
数控机床,对数棒,百分表
关于测量设备和方法将在强化训练中讲述产品设计方法
产品设计思路
将产品划分区域,根据不同区域构造出相应的曲面 。 在重要的地方,应适当增加曲线,以便较精确地描绘出该处的产品形状 ——
相当于把产品网格化,利于打坐标 。
具体例子见 SUBIAO的操作演示产品设计方法
产品设计思路
在较难描绘的地方应捕捉出原设计者的思路,通过虚拟曲线的构造方法,重新绘出原有曲面,以达到曲面光顺的目的,再通过修剪,熔接,
倒圆等方法,得出产品的最终形状 —— 事实上,产品上的某些曲面并不是直接构造的,而是经过了编辑,修剪,光顺,融接等处理 。
换言之,用反求工程,先还原为原始曲面 （ 线框 ） 模型,再进行修剪,
编辑等,使产品光顺,获得理想形状产品设计方法
产品设计思路
在作图过程中,发现所做的曲面发生扭曲变形时,应 对原构成曲线进行修改,再重新做面 。
曲面 的修改方式,应通过对点的修改方式来实现,即对变形点作平移操作,来获取新的曲线,
这是因为在产品测量过程中不可避免地存在误差,出于光顺的目的,可对各点进行坐标修正产品设计方法
产品的检测手段
在做好产品设计之后,由于测量上和设计上失误会造成设计产品和原有产品不相符 。 如果产品精度要求比较高,这时我们应对设计出来的产品进行检测
通过对关键曲线进行 1,1打印的方法进行对比产品设计方法
产品的检测手段
可通过对手板的制造,然后通过对手板进行检测,将测出的数据与原有数据进行比较
通过快速成形机,直接造出产品,然后对该产品进行比较,
注：比较的方式可在软件中进行测量,但如果原有数据是通过三坐标测量机测出的,可在测量机所配的电脑直接进行比较产品设计方法
模具制造
产品设计完成后,对塑料件,应根据所用材料的种类乘上其收缩率 （ 缩水 ）,得出模具尺寸,然后再进行上下模的分模
在一般情况下,不用完成整个产品的分模,而只需设计出产品的型腔后,即可对其进行编程加工,
型芯 （ 凸模 ） 只要将型腔反转
180度,再考虑制件壁厚即可 。
对五金件,要考虑其弹性回复,
问题会复杂很多 。
条匙实例
关键在虚构曲线，重建原始曲面，
再进行修剪
重构过程中，所用数据要凑，生成的曲面与原模型的误差可用
Analyze进行分析
建议用 R1=1.5~3,R2=15~30
允许有更宽的思路，尝试新的重构方法
本例同时体现产品制件精度对设计带来的影响反求工程
当已有一件产品实物，要在电脑中重构 CAD模型，或仿制产品时，
就要用到反求工程。
反求工程步骤（思路）
了解（掌握）要求，含客户要求、
产品性能要求等，这将直接决定设计工作量
了解设计条件，含测量手段、生产条件
产品测量。获取重构电子模型所需数据，最常用三视图的 2D轮廓和特征轮廓（曲面）。切记：任何测量的数据，都应是 2D轮廓的数据反求工程
在产品测量过程中，常用将被测对象网格化的方法，网格的交点就是待测点，而点的 3D坐标是可以测量的，有时要结合一些技巧、
方法或辅助测量工具
用测量数据构建 3D线框模型，再重构曲面模型
在反求 CAD模型过程，出现扭曲现象时，要使用虚构方法进行重建，捕捉原作品的设计思想，反求原始曲面，再进行修剪，保证所需曲面的光顺反求工程
产品精度要求高时，还需对设计结果与原件作比较，检测手段有
在电脑上作比较
1,12D轮廓打印
制造对手板
快速成形
最终产品还要考虑缩水或回弹及其它一些工艺问题
