工业产品数字化设计与制造

本书系统地阐述了工业产品数字化设计与制造技术的方法、关键技术以及主流应用系统，以近年“全国职业院校技能大赛工业产品数字化设计与制造赛项”赛题为案例，采用项目导向式，详细讲解了三维扫描设备校准、喷涂显像剂、粘贴标示点、扫描与点云处理、坐标摆正、逆向建模、模型对比分析、零件的数控编程、零件的数控加工、装配验证的操作步骤、知识要点和应用技巧，并进行了逆向建模部分与数控加工部分赛题点评、经验分享。本书选用大赛指定的Win3DD扫描仪、Geomaigc Wrap软件作为扫描和点云处理软件，选用Geomagic Design X、NX软件作为逆向建模和数控编程与仿真软件。本书内容新颖、体系结构完整，力求反映工业产品数字化设计与制造技术的全貌；配套有详细的教学视频、数据文件及辅助实物，旨在帮助读者快速掌握相关知识要点和操作技巧。本书可作为高等职业院校数字化设计与制造技术及相关专业的教材，也可作为工业产品数字化设计与制造赛项的指导教材，还可作为生产一线机械制造、材料成型等相关工种和岗位群的培训用书。

前言
二维码索引
项目1Win3DD扫描设备校准1
任务1.1设备软件介绍1
任务1.2设备的标定3
1.2.1标定前的准备3
1.2.2设置相机参数4
1.2.3标定操作4
项目2喷涂显像剂11
任务2.1认识显像剂11
2.1.1显像剂的种类11
2.1.2DPT-5显像剂12
任务2.2喷涂显像剂前的准备工作13
2.2.1喷涂显像剂所需物品13
2.2.2喷涂显像剂的场地要求13
任务2.3喷涂显像剂的操作步骤13
2.3.1操作步骤13
2.3.2喷涂操作注意事项14
2.3.3喷涂中可能存在的问题及解决方法15
项目3粘贴标志点16
任务3.1认识标志点16
任务3.2标志点的使用17
3.2.1使用方法17
3.2.2粘贴标志点的注意事项18
任务3.3点火开关支架粘贴标志点19
3.3.1粘贴标志点适用范围19
3.3.2点火开关支架粘贴标志点分析19
项目4点火开关支架的扫描与点云处理20
任务4.1扫描前的准备20
4.1.1扫描前所需物品20
4.1.2Geomagic Wrap软件的准备操作20
任务4.2点火开关支架扫描规划22
任务4.3点火开关支架扫描操作23
4.3.1第一阶段第一部分点云扫描及点云处理23
4.3.2第一阶段第二部分点云扫描与点云处理30
4.3.3第一阶段第三部分点云扫描与点云处理31
4.3.4细节特征点云扫描与点云处理32
4.3.5三维数据采集阶段的文件提交33
项目5点火开关支架的坐标摆正34
任务5.1点火开关支架数据导入与坐标摆正分析34
5.1.1数据导入34
5.1.2坐标摆正分析34
任务5.2点火开关支架坐标摆正的步骤36
5.2.1确定XY平面36
5.2.2确定上部回转主体回转轴36
5.2.3确定其余平面37
5.2.4对齐坐标38
项目6点火开关支架的逆向建模41
任务6.1认识Geomagic Design X软件41
任务6.2点火开关支架的建模思路42
6.2.1点火开关支架主体的建模思路42
6.2.2点火开关支架局部特征的建模思路44
任务6.3点火开关支架的建模步骤44
6.3.1点火开关支架上半部分的建模步骤44
6.3.2点火开关支架下半部分的建模步骤69
6.3.3三维建模阶段的文件提交79
项目7Geomagic Control X软件模型对比分析80
任务7.1导入模型80
任务7.2模型的3D比较81
任务7.3模型的2D比较84
任务7.4模型的尺寸标注89
任务7.5生成报告90
任务7.6提交对比分析报告的文件91
任务7.7点火开关支架反求数据对比要点分析91
7.7.13D比较部分91
7.7.22D比较部分91
7.7.32D尺寸部分92
项目8零件的数控编程93
任务8.1数控编程与仿真软件93
任务8.2加工工艺分析95
8.2.1设计手指1和设计手指2的摆放方式95
8.2.2刀具及刀具参数的选择97
8.2.3加工工序99
8.2.4切削三要素的选择100
任务8.3数控编程前的准备工作100
8.3.1进入加工环境100
8.3.2创建刀具101
8.3.3创建加工坐标系、毛坯和零件105
任务8.4工序一的数控编程114
任务8.5工序二的数控编程与仿真122
8.5.1工步一——面铣122
8.5.2工步二——粗加工127
8.5.3工步三——左右平面精加工131
8.5.4工步四——外轮廓精加工136
8.5.5工步五——对刀位加工140
8.5.6工步六——装配孔钻孔143
8.5.7工步七——圆角加工149
任务8.6工序三的数控编程与仿真154
8.6.1工步一——确定总高154
8.6.2工步二——整体粗加工156
8.6.3工步三——二次粗加工161
8.6.4工步四——外轮廓精加工164
8.6.5工步五——平面轮廓精加工169
8.6.6工步六——装配位U形槽粗加工172
8.6.7工步七——U形槽精加工175
8.6.8工步八——设计手指1和设计手指2曲面精加工177
8.6.9工步九——设计手指1曲面清根179
8.6.10工步十——倒圆角182
8.6.11工步十一——正面吹气孔加工183
任务8.7加工程序的后处理184
任务8.8工艺文件的填写184
任务8.9文件的保存187
8.9.1工艺文件的保存187
8.9.2加工程序的保存187
项目9零件的数控加工188
任务9.1数控加工前的准备189
任务9.2机床设备的操作规范190
9.2.1开机前的注意事项190
9.2.2开机过程中的注意事项191
9.2.3机床操作过程中的安全操作191
9.2.4与编程相关的安全操作191
9.2.5调试过程中的注意事项191
9.2.6加工过程中的注意事项192
9.2.7机用平口钳安装精度的检验与校准192
9.2.8关机过程中的注意事项192
任务9.3工具、量具和刀具的使用规范193
9.3.1工具的使用规范193
9.3.2量具的使用规范194
9.3.3刀具的使用规范196
任务9.4现场6S管理197
任务9.5加工前的装夹与对刀197
9.5.1工件装夹197
9.5.2建立刀具补偿操作198
任务9.6工序一的加工199
9.6.1工序一的分中找正199
9.6.2传输加工程序202
9.6.3工序一加工完成效果205
任务9.7工序二的加工205
9.7.1工序二的分中找正205
9.7.2工序二加工完成效果207
任务9.8工序三的加工208
9.8.1工序三的对刀208
9.8.2工序三加工完成效果210
任务9.9零件加工完成后的处理210
任务9.10零件的提交211
项目10装配验证212
项目11逆向建模部分赛题点评214
任务11.1三维数据采集阶段点评214
11.1.1扫描仪采集系统调整215
11.1.2主体完整性与处理效果215
11.1.3局部特征完整性与处理效果216
11.1.4细节特征完整性与处理效果218
任务11.2三维建模阶段点评218
11.2.1数据定位的合理性219
11.2.2模型特征的完整度219
11.2.3特征拆分合理性220
11.2.4特征完成准确度222
11.2.5关键特征精度223
11.2.6数字模型对比报告225
任务11.3竞赛心得226
项目12数控加工部分赛题点评228
任务12.1数控编程阶段点评228
12.1.1曲面尺寸精度和曲面加工质量229
12.1.2尺寸公差及配合230
12.1.3加工工艺文件完整性及合理性230
任务12.2数控加工阶段点评230
12.2.1零件完成度231
12.2.2表面粗糙度231
12.2.3吹气孔完成度232
12.2.4工艺文档完整性及合理性232
12.2.5成品重量232
任务12.3样件装配验证阶段点评234
12.3.1与手指气缸侧面装配间隙234
12.3.2气管快接头安装235
12.3.3与零件接触面积和夹持效果235
任务12.4职业素养点评235
任务12.5竞赛心得236
参考文献237