基于曲面重构技术的塑料异型材挤出模具制造技术研究

摘要

随着塑料门窗在我国的建筑行业的广泛应用,极大的推动了塑料异型材挤出模技术的发展.然而,由于缺乏设计、制造和试模经验,我国挤出模的设计和制造水平与国外相比还有较大差距.因此,研究塑料异型材挤出模制造技术具有重要的研究价值和迫切的现实意义.针对塑料异型材挤出模具正向设计难度大的问题,本文提出了基于反求工程曲面重构技术的塑料异型材挤出模具制造新技术,重点研究了数据采集、半径补偿、数据对齐、曲面重构等关键技术.在挤出模模腔数字化时,针对存在的测头半径补偿问题进行了深入的研究,给出了三角网格化方法.在不需要重建曲面模型的情况下,找到每一个数据点的法矢,在该法矢方向上补偿一个球头半径实现了测头半径的三维补偿.该方法具有简单方便、准确性高的特点.在对复杂的模腔进行数据采集时,有时需要通过多次测量才能全部实现.本文采取了基于三个基准点对测量数据直接对齐的方法.在实际应用中,该方法是一种简单、快速、有效的手段.根据异型材挤出模模腔制造特点,采用几何造型中的扫掠曲面造型技术.通过两条横截面曲线沿一条导引线移动形成的扫掠曲面,对挤出模头模腔进行曲面重构.最后,应用本文的方法对挤出模模腔最复杂部分机颈段进行反求制造.通过对机颈段数据采集、半径补偿、数据对齐、CAD模型重建、CAM模拟与加工,总结了挤出模具的反求制造流程.经过实践证明,本文提出的基于曲面重构技术的塑料异型材挤出模具制造技术,改变了挤出模具依靠手工测绘的传统设计制造工艺,缩短了挤出模具的开发周期,提高了模具质量,对提高国内挤出模设计制造水平有一定借鉴意义.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1绪论

1.1课题的工程背景

1.1.1塑料异型材挤出模具技术国内外发展概况

1.1.2国产挤出模与进口挤出模的比较

1.2反求工程技术在模具制造中应用

1.2.1反求工程技术的主要流程

1.2.2反求工程技术国内外研究概况

1.2.3存在的问题

1.3课题提出及本文的主要工作

1.3.1课题提出

1.3.2本文的主要工作

2测头半径补偿技术

2.1常用的测头半径补偿方法

2.1.1微平面法

2.1.2三点共圆法

2.1.3拟合补偿方法

2.2三角网格法

3多视测量数据对齐技术

3.1多视数据对齐方法研究与误差分析

3.1.1测量装置实现测量数据的直接对齐

3.1.2测量后多视数据对齐

3.1.3多视数据对齐的误差分析

3.2基于三个基准点的数据对齐方法

3.3三点定位的精度分析

3.4多视数据统一

4基于特征的模型重建技术

4.1特征的定义

4.2曲线拟合技术

4.2.1圆的拟合

4.2.2 B样条曲线拟合

4.3扫掠曲面造型技术

4.4模型误差分析与精度评价

4.4.1精度评价

4.4.2误差分析

5塑料异型材挤出模反求制造流程

5.1挤出模结构简介

5.1.1挤出成型设备基本构成

5.1.2模头基本构成

5.1.3定型模基本构成

5.2反求制造流程

5.2.1模腔表面数字化

5.2.2数据处理

5.2.3曲面重构

5.2.4 CAM模拟与加工

5.2.5精度分析

5.2.6生产验证

6结论与展望

6.1结论

6.2以后的工作展望

参考文献

附录A HF80模头机颈段线切割加工程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢

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