基于逆向工程的模具修复讨究及应用
摘要：随着工业的发展，模具在制造业种的地位日益突出，在航空、汽车、轮船等行业中应用较为广泛，因此对模具的修复工作也显得极为重要。论文基于逆向工程技术对模具修复工作进行研究。首先，简单介绍了逆向工程的概念及应用领域；其次，对逆向工程在模具修复中的关键技术进行了详细的阐述；最后通过对一汽车冲压件模具修复工作为例，验证了逆向工程技术在模具修复中的可行性。为模具修复工作实现高精度、高效率、低成本提供了指导意义。
关键词：逆向工程；模具修复；冲压模具
0 引言
随着现代工业的发展，模具在制造业中的地位日益突出，在航空、汽车、轮船等行业中应用较为广泛。优质、高效、低成本一直是制造技术发展追求的永恒的目标，模具作为现代工业不可缺少的工艺装备，是提高产品质量、提高生产效率、节约能源和原材料、体现模具生产制品技术经济性地有效手段，已成为当代工业生产的工艺发展方向和产品参与生产竞争的主要关键。然而，由于自然磨损及操作人员操作不当等原因，造成模具的磨损或严重磨损。并且对于进口的模具，往往因为某一个部位的磨损而报废，如果重新制造模具不仅费时费力，还额外增加制造成本，严重影响生产。因此，模具的修复工作显得尤为重要。
传统的模具修复方式主要是采用普通计量器具检测、采用极限量规测量、采用直线度误差的测量、平面度误差的测量、圆度误差的测量和制造专用量具等对磨损区域进行测量，然后根据模具磨损程度制定修复方案。这些模具修复方式成本高、效率低、修复精度难以达到要求，远远不能满足现代模具的需要，并且对于结构较为复杂的模具更是束手无策。基于逆向工程技术的模具修复是一种较为先进的模具修复方式，并在模具修复领域有着良好的发展前景。
1 逆向工程
“逆向工程”(Reverse Engineering，简称RE)，也称反求工程、反向工程等，即实体转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重构技术、模型制造技术的总称 。即针对物品或样件，利用数字化测量仪进行测量，得到点云数据，进而对点云数据进行点云预处理、模型重构，然后运用数控机床或快速原型技术对其加工制造，最终实现成品的生成。逆向工程产品设计下游向设计上游信息反馈的回路。逆向工程通常包括几何形状反求、工艺反求和材料反求，在工程领域中，几何形状反求得到广泛的应用。
逆向工程技术应用极为广泛，主要应用于：① 新产品的设计；② 对已有产品的仿制、复制，再现设计意图；③ 损坏或破损产品的还原和修复；④ 产品的检测等方面。逆向工程在模具行业的应用主要是模具设计制造和模具的修复，即在只有设计样件而没有设计图纸和设计文档的情况下，利用逆向工程技术对原有的模具在结构方面进行创新设计和对磨损的模具磨损部位修复。
2 逆向工程在模具修复中的关键技术
2．1 三维实体模型数字化
三维实体模型数字化是基于逆向工程的模具修复过程中的首要环节，其测量的数据将直接影响到模型重构的效果。由于模具的型腔处于模具内侧，加上其结构本身比较复杂，目前较为常见的数字化测量设备如激光式、结构光式和光栅式扫描仪等不能直接测量其轮廓，而层析法和工业CT法由于成本太高，不切合生产实际，因此采用阴阳模法对其进行修复。阴阳模法就是利用油泥或其他材料根据模具型腔结构制成模具型腔的阳模或样品零件，然后利用三坐标测量仪、光栅测量仪及激光测量仪等数字化测量方式对模具型腔阳模或样品零件轮廓进行数字化采集获取其点云数据，然后利用逆向工程软件进行点云预处理得到满意的点云数据模型，并对其进行曲面模型重构，待模型重构完成后再利用三维CAD软件反推出模具型腔的模型。