逆向工程和激光技术在叶轮修复中的应用
发布时间：2020-12-05 11:53
叶轮是离心泵的核心零件,也是最易磨损失效的零件,其运行状态直接影响泵产品的性能和效率。工程中经常遇到因叶轮的磨损而导致泵无法正常工作,造成企业停产或者项目停滞的情况。文章以某企业损坏的叶轮为例,提出了通过逆向工程和激光技术对损坏的叶轮进行修复的方法。主要的研究内容如下:(1)提出了叶轮修复的技术路线,即:第一步,采用三维激光扫描仪采集数据;第二步,通过CATIA软件进行逆向建模获得机械加工数据;第三步,使用激光熔覆技术对叶轮进行修复;最后进行机械加工,完成叶轮的修复;(2)论述了采用非接触式激光三维扫描仪采集叶轮结构数据的方法;按照不同的对齐方式,分别对开式叶轮和闭式叶轮进行整体扫描和部分扫描,并使用Geomagic Studio软件对采集到的叶轮点云数据进行剔除异常点、去除噪声点、点云拼接、点云补齐等处理;(3)论述了使用CATIA软件的数字化外形编辑器模块、自由曲面模块以及快速曲面重构模块对叶轮的点云数据进行曲面拟合的方法,并通过距离分析、箭状曲率分析、等照度线分析等功能对生成的曲面曲线进行质量评价。(4)对比分析了激光熔覆常用的几种粉末材料,提出了采用Ni60A自熔性合金粉末在与...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
逆向工程的设计过程
价格昂贵，委托加工，周期长并且大部分企业并没有叶轮的加工数以企业提供的损坏叶轮为例（如图 1.2 所示），研究了通过逆向工程技术和激叶轮进行逆向建模及修复的方法，并对开式叶轮进行了修复加工。主要内容如（1）对损坏的叶轮进行数据采集。了解叶轮的基本结构，分别对开式叶轮和通过非接触式三维激光扫描仪采用不同的采集方法进行扫描。由于损坏的叶轮磨损、残缺等因素，需要扫描采集的过程中对需要的特征点进行判别。（2）对采集的数据进行处理。通过逆向软件 Geomagic studio 对点云数据进行处去除噪声点、点云对齐拼接、点云补齐等等操作。（3）叶轮的模型重构。通过 Catia 软件中数字化外形编辑器模块（Digital Sitor）对点云数据进行对齐；通过自由曲面模块（Free Style）和快速曲面重构模块（Qrface Reconstruction）对叶轮未被破坏的地方进行特征元素提取，再根据特征元数据来拟合生成曲线和曲面，从而生成完整的叶轮模型。（4）用激光熔覆技术对叶轮叶片进行修复。根据叶轮的材质选择合适的熔覆材试样上进行熔覆工艺的摸索。通过分析熔覆层的表面宏观形貌及金相组织，确激光熔覆工艺参数。采用该熔覆工艺对开式叶轮进行熔覆后，根据逆向工程获 CAD 数据对熔覆后的叶轮进行加工，完成修复。
相比其他非接触式测量，它具有更大的测量范围，更高的境和被测物体表面要求低[37]。激光三角法以激光为光源，照射在待测成像在 CCD 线阵上。当被测物体发生偏差时，以传统的三角测量测点发生位移后与激光基准轴线的角度偏差来获得该点的深度信息快、精度高、受环境影响小等特点。的功能和结构工作开始前，需要对逆向的产品进行外形、结构、功能的了解分析的准确性、合理性。是所有泵产品的核心零部件，泵性能的重要指标包括流量、扬程、构和形状所决定。主要由前盖板、后盖板、叶片组成。叶片夹在前、后盖板之间，是面的几何体。前、后盖板的成型是轮廓线绕叶轮中心轴的回转而成
【参考文献】：
期刊论文
[1]异形零件的逆向建模方法及应用[J]. 李庆,吴亚兰. 山东理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]激光熔覆同轴送粉喷嘴研究[J]. 薛菲,王耀民,刘双宇. 光电技术应用. 2014(02)
[3]基于Geomagic和Catia软件的重卡保险杠拖钩门数模重建[J]. 林巨广,卞显虎. 机械. 2012(04)
[4]激光熔覆工艺及熔覆材料进展[J]. 杨宁,杨帆. 铜业工程. 2010(03)
[5]采用逆向工程技术对叶轮建模的研究[J]. 黄国权,杨显惠. 机械设计与制造. 2010(02)
[6]三维检测软件Geomagic Qualify[J]. 航空制造技术. 2009(20)
[7]Geomagic Studio软件在逆向工程后处理中的应用[J]. 胡影峰. 制造业自动化. 2009(09)
[8]激光熔覆技术的研究现状与发展趋势[J]. 李养良,金海霞,白小波,席守谋. 热处理技术与装备. 2009(04)
[9]激光熔覆技术研究进展及其工业应用[J]. 王一博,应丽霞,董国君,龚凡. 中国材料进展. 2009(03)
[10]漫谈CATIA与逆向工程[J]. 缪华,霍有朝. CAD/CAM与制造业信息化. 2008(12)
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用研究[D]. 师海.北京交通大学 2013
[2]逆向工程空间复杂曲面重构技术研究[D]. 弋江淼.陕西科技大学 2013
[3]逆向工程测量技术研究[D]. 王红敏.山东大学 2007
[4]激光三角法在物体三维轮廓测量中的应用[D]. 汤强晋.东南大学 2006
本文编号：2899410
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
逆向工程的设计过程
价格昂贵，委托加工，周期长并且大部分企业并没有叶轮的加工数以企业提供的损坏叶轮为例（如图 1.2 所示），研究了通过逆向工程技术和激叶轮进行逆向建模及修复的方法，并对开式叶轮进行了修复加工。主要内容如（1）对损坏的叶轮进行数据采集。了解叶轮的基本结构，分别对开式叶轮和通过非接触式三维激光扫描仪采用不同的采集方法进行扫描。由于损坏的叶轮磨损、残缺等因素，需要扫描采集的过程中对需要的特征点进行判别。（2）对采集的数据进行处理。通过逆向软件 Geomagic studio 对点云数据进行处去除噪声点、点云对齐拼接、点云补齐等等操作。（3）叶轮的模型重构。通过 Catia 软件中数字化外形编辑器模块（Digital Sitor）对点云数据进行对齐；通过自由曲面模块（Free Style）和快速曲面重构模块（Qrface Reconstruction）对叶轮未被破坏的地方进行特征元素提取，再根据特征元数据来拟合生成曲线和曲面，从而生成完整的叶轮模型。（4）用激光熔覆技术对叶轮叶片进行修复。根据叶轮的材质选择合适的熔覆材试样上进行熔覆工艺的摸索。通过分析熔覆层的表面宏观形貌及金相组织，确激光熔覆工艺参数。采用该熔覆工艺对开式叶轮进行熔覆后，根据逆向工程获 CAD 数据对熔覆后的叶轮进行加工，完成修复。
相比其他非接触式测量，它具有更大的测量范围，更高的境和被测物体表面要求低[37]。激光三角法以激光为光源，照射在待测成像在 CCD 线阵上。当被测物体发生偏差时，以传统的三角测量测点发生位移后与激光基准轴线的角度偏差来获得该点的深度信息快、精度高、受环境影响小等特点。的功能和结构工作开始前，需要对逆向的产品进行外形、结构、功能的了解分析的准确性、合理性。是所有泵产品的核心零部件，泵性能的重要指标包括流量、扬程、构和形状所决定。主要由前盖板、后盖板、叶片组成。叶片夹在前、后盖板之间，是面的几何体。前、后盖板的成型是轮廓线绕叶轮中心轴的回转而成
【参考文献】：
期刊论文
[1]异形零件的逆向建模方法及应用[J]. 李庆,吴亚兰. 山东理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[2]激光熔覆同轴送粉喷嘴研究[J]. 薛菲,王耀民,刘双宇. 光电技术应用. 2014(02)
[3]基于Geomagic和Catia软件的重卡保险杠拖钩门数模重建[J]. 林巨广,卞显虎. 机械. 2012(04)
[4]激光熔覆工艺及熔覆材料进展[J]. 杨宁,杨帆. 铜业工程. 2010(03)
[5]采用逆向工程技术对叶轮建模的研究[J]. 黄国权,杨显惠. 机械设计与制造. 2010(02)
[6]三维检测软件Geomagic Qualify[J]. 航空制造技术. 2009(20)
[7]Geomagic Studio软件在逆向工程后处理中的应用[J]. 胡影峰. 制造业自动化. 2009(09)
[8]激光熔覆技术的研究现状与发展趋势[J]. 李养良,金海霞,白小波,席守谋. 热处理技术与装备. 2009(04)
[9]激光熔覆技术研究进展及其工业应用[J]. 王一博,应丽霞,董国君,龚凡. 中国材料进展. 2009(03)
[10]漫谈CATIA与逆向工程[J]. 缪华,霍有朝. CAD/CAM与制造业信息化. 2008(12)
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在施工隧道监测中的应用研究[D]. 师海.北京交通大学 2013
[2]逆向工程空间复杂曲面重构技术研究[D]. 弋江淼.陕西科技大学 2013
[3]逆向工程测量技术研究[D]. 王红敏.山东大学 2007
[4]激光三角法在物体三维轮廓测量中的应用[D]. 汤强晋.东南大学 2006
本文编号：2899410
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