整体叶轮逆向制造过程中的关键技术研究

发布时间：2020-06-10 09:22

【摘要】： 本文以某整体式叶轮为研究对象,分析了该叶轮的曲面特征,并选用接触式三坐标测量仪对该叶轮进行表面特征数据的测量。为得到完整、有效的测量数据,本文按照曲面特征的不同,为叶轮的轮毂和叶片分别规划了不同的测量方式。在叶轮直纹叶片的测量方面,根据叶片(该叶轮的长、短两类叶片类型相同,作相同处理)的直纹曲面特征,确定沿生成线方向以连续扫描模式进行测量的方案。本文选用逆向软件CopyCAD对三坐标测量仪测出的数据进行降噪、分片、光顺和三角化处理后,生成叶轮叶片面组。将该面组导入三维CAD/CAM软件Pro/Engineer后,结合测量所得的轮毂特征数据,生成与待反求整体叶轮表面近似的曲面面组。利用Pro/Engineer的破面修补功能修补该面组,并完成叶轮的三维建模。为校核该叶轮模型的固有频率和强度,本文利用有限元分析软件Patran划分叶轮的四面体有限元网格模型,并根据该叶轮的实际工况,将划分出的模型直接用于整体叶轮的振动特征和强度的计算,验证了模型设计的可靠性。具有较强的工程实用性。为了编制该叶轮可靠的NC加工程序,本文讨论了五坐标机床的运动特征,并详细分析了PowerMill软件中针对Mikron UCP600 Vario机床创建的后处理文件。本文对该整体叶轮数控加工的刀路规划进行了分析和研究,并编制了数控铣削的NC程序。
【图文】：

研发模式

1.2 逆向工程概述1.2.1 逆向工程简介随着计算机技术的发展，计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，简称 CAM）与计算机辅助工程（Computer Aided Engineering）等技术已在国民经济的各个领域中获得了广泛的应用。目前，新产品有两种不同的研发模式：正向研发模式和逆向研发模式。正向研发模式即传统意义上的从无到有的研发模式，其主要流程是：先对产品的外观进行原创设计，然后利用 CAD 技术构建三维数字化模型，利用 CAE 技术进行产品的性能、运动、受力与受热等分析，或通过快速成型（Rapid Prototyping，简称 RP）得到一个样品，再对样品进行分析。根据分析数据结果对三维数字化模型进行修改和完善，冻结三维数字化模型并利用 CAM 技术进行产品的数控加工或模具加工，，实现产品的批量生产[12]。其流程如图 1-1(a)所示。

测量方法,表面特征,格式文件,叶轮

行模型文件的输入和输出。用户不但可直接将 IGES、VDA-FS、STEP utoCAD 文件格式读入到 CopyCAD，或从 CopyCAD 直接输出 IGES、STEP utoCAD 格式文件，还可以输入 Pro/Engineer、 Unigraphics、 SDRC IdeasolidWorks、SolidEdge、Cimatron、Rhino 和 ACIS 等格式文件，用以完成逆向的后续模型重构、NC 代码生成等操作。2.2 叶轮表面特征数据的测量规划作为逆向工程的第一步工作，必须选用合适的测量方法对叶轮的表面特征进行测量。测量方法的选择与测量路径的规划是否得当，将直接影响到后期以及加工的精度和整个工作的经济性。.2.1 测量方法的选取一般来说，现有的测量方法主要分为接触式和非接触式两种[36-48]。如图 2示：
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH16

【参考文献】