基于逆向工程的产品设计研究

工程生产中的产品设计一般采用正向工程设计,主要根据产品的功能与用途提出构想思路,借助计算机三维软件建模,最后通过技术手段加工成型。针对其设计方法存在的设计周期较长问题,提出一种逆向工程设计思维并通过鞋底的逆向工程设计实验进行验证。首先针对鞋底的结构进行研究分析,并用三维扫描设备获取实物模型表面的点云数据,并在geomagic studio软件平台上处理点云数据得到目标曲面的NURBS曲面数据,然后利用geomagic studio软件与UG软件的交互功能将数据导入到UG中进行正向建模工作,在正向建模过程中借助软件对其结构进行分析并对存在的问题进行结构优化处理,实现逆向工程设计模仿之外的再创新意图,最终利用3D打印技术得到升级产品的实物模型。通过实例的结果证明,混合建模的设计方法能在保证产品质量的条件下可尽量缩短设计周期,降低研发成本。     

面向3D打印过程的产品工艺设计和优化

熔融沉积成型打印技术能快速生成不同结构特征的模型,再将模型转化为实际产品。根据FDM基本原理,分析3D打印的工艺流程及影响因素,探讨拆分模型和添加支撑的原则,对模型的支撑类型进行了分类,基于实例对不同类型模型进行了工艺完整性研究,提出不同支撑类型的优化设计方案。结果表明,添加不同类型的支撑可以提升模型的工艺性和加工质量。     

计算机辅助Watt型平面六连杆机构分支自动识别

针对Watt型平面六连杆机构解域分析问题,提出了基于欧拉公式和判别法的平面四环链和平面六环链的奇异点识别方法,并结合平面四环链和平面六环链的运动特征,对Watt型平面六连杆机构进行了分支自动识别研究。首先,基于提出的识别方法并结合MFC（microsoft foundation classes,微软基础类库）设计了计算机辅助识别软件,实现对Watt型平面六连杆机构的分支、构型位置以及奇异点坐标的自动识别。然后,基于识别结果分析Watt型平面六连杆机构的可行域,再根据Watt型平面六连杆机构的可行域生成机构的运动仿真视频,并通过仿真视频分析其运动学特性。最后,结合实例演示Watt型平面六连杆机构分支的自动识别过程。结果显示该计算机辅助识别软件能够对该机构分支进行自动判别。研究结果表明利用所提出的Watt型平面六连杆机构分支自动识别方法可简便快捷地实现对机构的可行域分析和运动学分析,具有较强的工程实用性。