一种无原始模型的失效模具快速修复方法技术

一种无原始模型的失效模具快速修复方法，利用数字化测量技术对失效模具进行数据釆集，获取点云数据模型,并对点云数据进行数据预处理、网格化处理，得到理想网格模型，利用逆向软件中的修补模块对破损模具的网格模型进行修补，得到失效前的模型，然后将失效模具网格模型与修复好的网格模型进行比对，利用三角网格的布尔差运算获取模具失效缺损区域的数字化模型，最后采用激光焊接技术对失效模具进行再制造修复，最后对模具表面进行数控加工保证达到模具原始使用(设计)要求。

A quick repair method of failure mould without original model

Quick repair method of a non primitive model of failure die, collect the data of the failure mould by digital measurement technology, obtain the model of point cloud data, and data preprocessing, grid processing of point cloud data, get the ideal grid model, repair of damaged mould using mesh repair module in the reverse engineering software. Obtained prior to the failure model, then the failure model and mesh model of mold mesh repair for comparison, digital model with triangle mesh Boolean subtraction for die failure defect area, the laser welding technology of failure die remanufacturing repair, finally on the surface of mold NC machining to ensure the original design (using the mold required).

【技术实现步骤摘要】
一种无原始模型的失效模具快速修复方法
本专利技术涉及模具加工领域，具体涉及一种无原始模型的失效模具快速修复方法。
技术介绍
全球工业快速发展，在生产制造业中模具占着越来越重要的地位，而且在飞机和汽车生产方面有着广泛的应用，在工业生产领域中，模具是无可替换的工艺装备，是节省原材料和能源、提升生产率，改善模具产品经济性的优异方式，已成为现代生产竞争与工业发展的重要因素；工作人员的操作失误或自然磨损，经常会造成模具破损或失效，一些从国外进口的精密模具，往往因为没有CAD模型与图纸信息，在模具损坏或者磨损时只能进行模具报废处理，一方面严重降低了生产的效率，另一方面增加了制造的成本。目前失效模具的修复方式有激光熔覆修复、堆焊修复与氩弧焊修复。激光熔覆修复方法是在模具失效区域放置所选材料，通过激光将填充材料与模具基体表面熔化，冷却后形成冶金结合，虽然此种修复方法对模具造成变形量小，热输入量较小，但是设备昂贵，修复过程复杂。堆焊技术是在模具失效区域堆覆一层或者几层具有相对性能焊接材料的工艺过程。但是堆焊修复后的模具可能无法满足一些生产条件的要求。氩弧焊修复是使用测量工具或者工人目测方式对损坏模具进行测量，然后利用氩弧焊进行焊接修复，然后对多余材料进行机械加工、打磨处理满足生产要求，此种方式成本比较低，修复设备比较简单，但是耗时长，修复区域的精度难以保证生产需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无原始模型的失效模具快速修复方法，在没有原始CAD模型的基础上，可以实现模具修复层厚和修复量的精确控制，有效减少甚至去除修复后处理环节，提高模具修复的精度和质量，为模具的现场修复再制造提供一种低成本、高精度、高效率的有效途径。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种无原始模型的失效模具快速修复方法，特征具有以下步骤：步骤1：对模具表面进行清洁，去除表面油渍、锈渣，分析破损模具表面失效形式，对失效模具表面喷涂反光剂；步骤2：通过数字化扫描仪扫描失效模具获得点云数据，利用逆向软件对失效模具的点云数据进行处理，得出失效模具的CAD模型；步骤3：应用软件对失效模型的失效部位进行修补，得到失效前的模具CAD模型，将其当做完整的CAD模型；步骤4：通过得到的失效模具CAD模型和求出的完整CAD模型，运用CAD软件求出失效部位的三维模型；步骤5：将得到的失效部位的三维模型进行切片处理，根据片层的数据确定焊接相关的工艺参数；步骤6：通过激光焊机进行相关工艺参数设置，实现对待修复区逐层焊接修复；步骤7：对修复区域质量检验，是否满足原始模具使用要求，如果不满足还需要进行后续加工，通过数控设备进行表面加工，锤击消除内应力等。优选的，步骤1由于模具表面反光性较强，且有部分凹凸不平现象，因此进行表面喷涂扫描仪专用显影剂；优选的，步骤2中所述的扫描设备为高精度光栅投影拍照式三维扫描仪；优选的，步骤3中在不知道原始模型基础上通过逆向软件求出的模型。本专利技术的有益技术效果是：1．本专利技术将逆向工程技术、焊接技术、三维成形技术结合在一起，做到了对失效模具的自动化修复，数字化、精确化得特点保证模具修复的质量；2．本专利技术实现了从复杂的点云数据到精确失效三维模型的重构，提高获得CAD模型的效率，由于只加工模具的失效部位，避免的后续加工，提高模具修复效率，降低成本；3．本专利技术是在没有原始模型的基础上利用逆向软件求出模型数据，避免了生产中没有原始CAD模型时，模具报废的损失，在生产生活中有很大的实用价值。附图说明图1为本专利技术失效模具修复方法的工艺流程图。图2为本专利技术实施例中失效模具待修复区照片。图3为本专利技术实施例中求出的失效模具三维模型图。图4为本专利技术实施例中求出的重构出失效前三维模型（视为原始模型）图。图5为本专利技术实施例中修复区焊缝组织结构显微照片。具体实施方式本实例为金属模具修复，以下结合附图通过实例对本专利技术做进一步说明；该模具为工厂模具中的镶块，材料为H13热作模具钢。H13模具钢，热处理方式与实际生产过程中压铸模具均为：1030℃淬火后550℃左右回火。H13模具钢密度7.3×103Kg/m2泊松比0.28；经过长期使用，模具边缘处存在较大磨损损伤，现应用本专利技术专利工艺技术对损伤区进行修复再制造，如图1所示，实施工艺如下：1．对失效模具进行表面处理打磨清洗，去除氧化层和锈迹，干燥后在表面喷涂显影剂；2．应用光栅投影拍照式三维扫描仪对如图2所示的失效模具，特别是该模具的失效区域进行三维测量，获得失效模具的点云数据；3．应用逆向软件分别建立如图3所示失效模具三维模型与修复后的失效模具如图4所示视为原始模具三维模型；4．将失效模具的模型与求出的原始模型导入CAD软件中进行求差处理，获得待修复区的三维模型；5．对求出的待修复三维模型进行切片处理，分三层进行修复，第一层对底部进行焊接，层厚为1mm，第二层为中间层，层厚为0.8mm，第三次层厚为0.8mm；6．选用H13CrMoA焊丝进行逐层填丝焊接，直径0.5mm。每层工艺参数：第一层电流为150A，离焦率为4mm，焊接速度为5mm/s，保护气10L.min-1，第二层电流为150A，离焦率为5mm，焊接速度为5mm/s，保护气10L.min-1，第三层电流为150A，离焦率为7mm，焊接速度为5mm/s，保护气10L.min-1；7．对修复完模具进行质量检测，后续手动打磨模具表面达到加工要求。试板的修复区焊缝微观结构组织如图5所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无原始模型的失效模具快速修复方法，特征具有以下步骤：步骤1：对模具表面进行清洁，去除表面油渍、锈渣，分析破损模具表面失效形式，对失效模具表面喷涂反光剂；步骤2：通过数字化扫描仪扫描失效模具获得点云数据，利用逆向软件对失效模具的点云数据进行处理，得出失效模具的CAD模型；步骤3：应用软件对失效模型的失效部位进行修补，得到失效前的模具CAD模型，将其作为完整的CAD模型；步骤4：通过得到的失效模具CAD模型和求出的完整CAD模型，运用CAD软件求出失效部位的三维模型；步骤5：将得到的失效部位的三维模型进行切片处理，根据片层的数据确定焊接相关的工艺参数；步骤6：通过激光焊机进行相关工艺参数设置，实现对待修复区逐层焊接修复；步骤7：对修复区域质量检验，是否满足原始模具使用要求，如果不满足还需要进行后续加工，通过数控设备进行表面加工，锤击消除内应力等。

【技术特征摘要】
1.一种无原始模型的失效模具快速修复方法，特征具有以下步骤：步骤1：对模具表面进行清洁，去除表面油渍、锈渣，分析破损模具表面失效形式，对失效模具表面喷涂反光剂；步骤2：通过数字化扫描仪扫描失效模具获得点云数据，利用逆向软件对失效模具的点云数据进行处理，得出失效模具的CAD模型；步骤3：应用软件对失效模型的失效部位进行修补，得到失效前的模具CAD模型，将其作为完整的CAD模型；步骤4：通过得到的失效模具CAD模型和求出的完整CAD模型，运用CAD软件求出失效部位的三维模型；步骤5：将得到的失效部位的三维模型进行切片处理，根据片层的数据确定焊接相关的工艺参数；步骤6：通过激光焊机进行相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓晶，陈龙，杨然，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23