| 【中文题名】 | 采用逆向工程对叶轮的建模及其数控加工的研究 |
| 【英文题名】 | Research on Design and NC Machining of Impeller by Using Reverse Engineering |
| 【学科专业】 | 机械工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-13 |
| 【中关键词】 | 逆向工程,叶轮,扫描测量,曲面重构,数控加工编程, |
| 【英关键词】 | reverse engineering,impeller,scanning measure,surface reconstruction,NC machining program, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属切削加工及机床>程序控制机床、数控机床及其加工>> |
| 【论文摘要】 | 本文重点对某整体斜流叶轮叶片复杂曲面的逆向工程的全过程及其关键技术进行了研究和探索，内容包括数据测量、数据处理、曲面重构和五轴数控加工编程。本论文主要完成了以下工作：
1．对目前逆向工程的常用数据测量工具三座标测量机的自动测量模式及自动编程模式进行了分析和比较。通过扫描测量叶轮叶片的曲面数据，论述了测量的具体步骤和方法，提出了利用叶片的边界作为扫描测量边界的新方法。根据叶轮叶片的几何拓扑关系，探索出沿生成线方向测量叶片曲面的最佳测量规划，在可测量正确几何形状的条件下，提高了扫描测量的效率，减少了扫描的数据点。
2、阐述了逆向工程数据处理的方法及其原理。通过对叶轮叶片型面的扫描数据的处理，从中摸索出一种快速剔除噪声点的3D边界法。这种剔除方法既可以快速剔除3D边界外噪声点，又可以保留3D边界内的有效点，去除噪声的效率较高。
3、对曲面重构的基本理论和方法进行了论述。探索出UG NX2软件对“点云”数据进行曲面重构的过程：扫描线的生成、扫描线的排序、曲面裁剪和曲面的构成，这是进行曲面重构的一条捷径。经过比较研究出用3D边界作为约束可使曲面重构方便快捷，这是重构出高精... |
| 【论文题纲】 |
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第1章 绪论 |
10-19 |
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1.1 论文研究的目的和意义 |
10-11 |
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1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
11-16 |
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1.2.1 逆向工程的研究及存在的问题 |
11-14 |
|
1.2.2 叶轮的五坐标数控加工技术国内外现状 |
14-16 |
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1.3 论文主要工作 |
16-19 |
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第2章 零件的数字化测量 |
19-36 |
|
2.1 引言 |
19 |
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2.2 三坐标测量机的硬件及软件系统 |
19-22 |
|
2.2.1 硬件部分 |
19-21 |
|
2.2.2 软件部分 |
21-22 |
|
2.3 自动测量模式分析 |
22-23 |
|
2.3.1 接触式自动测量模式 |
22-23 |
|
2.3.2 非接触式自动测量模式 |
23 |
|
2.4 编程模式分析 |
23-25 |
|
2.4.1 联机编程 |
23-24 |
|
2.4.2 脱机编程 |
24 |
|
2.4.3 自动编程 |
24-25 |
|
2.5 零件数据的采集 |
25-35 |
|
2.5.1 测头类型的选择 |
25-27 |
|
2.5.2 测头校正 |
27-28 |
|
2.5.3 零件测量坐标系的建立 |
28-31 |
|
2.5.4 编程扫描测量 |
31-35 |
|
2.6 本章小结 |
35-36 |
|
第3章 扫描数据的处理 |
36-46 |
|
3.1 引言 |
36 |
|
3.2 数据处理的方法 |
36-41 |
|
3.2.1 数据格式转换及补偿 |
36-37 |
|
3.2.2 噪声点剔除 |
37-38 |
|
3.2.3 数据多视图拼合 |
38 |
|
3.2.4 数据点精化 |
38-39 |
|
3.2.5 数据点加密 |
39-40 |
|
3.2.6 数据点排序 |
40-41 |
|
3.2.7 数据点分割 |
41 |
|
3.3 叶轮叶片扫描数据的处理 |
41-45 |
|
3.3.1 叶轮叶片扫描数据的转换 |
41-42 |
|
3.3.2 叶轮叶片“点云”数据噪声点的剔除 |
42-43 |
|
3.3.3 叶轮叶片”点云”数据的精化 |
43-44 |
|
3.3.4 叶轮叶片“点云”数据排序 |
44-45 |
|
3.4 本章小结 |
45-46 |
|
第4章 零件的曲面重构 |
46-56 |
|
4.1 引言 |
46 |
|
4.2 曲面重构的基本理论与方法 |
46-51 |
|
4.2.1 自由曲面的参数化表示 |
46-47 |
|
4.2.2 插值与逼近 |
47 |
|
4.2.3 NURBS曲线曲面 |
47-48 |
|
4.2.4 参数曲面法重构 |
48-50 |
|
4.2.5 参数曲面延伸 |
50 |
|
4.2.6 参数曲面拼接 |
50 |
|
4.2.7 参数曲面求交 |
50 |
|
4.2.8 参数曲面裁剪 |
50-51 |
|
4.3 叶轮叶片的NURBS曲面重构 |
51-54 |
|
4.3.1 叶轮叶片“点云”数据扫描线生成 |
51-53 |
|
4.3.2 叶片扫描线排序 |
53 |
|
4.3.3 叶轮叶片的曲面重构 |
53-54 |
|
4.4 基于 UG NX2的叶轮零件建模 |
54-55 |
|
4.5 本章小结 |
55-56 |
|
第5章 叶轮的数控加工编程研究 |
56-77 |
|
5.1 引言 |
56 |
|
5.2 叶轮叶片数控编程前的准备 |
56-63 |
|
5.2.1 叶片型面工艺特点和加工工艺分析 |
57 |
|
5.2.2 定义加工坐标系 |
57-58 |
|
5.2.3 确定叶轮叶片铣加工的加工模块和切削方式 |
58-60 |
|
5.2.4 确定叶轮叶片铣加工的加工工步 |
60 |
|
5.2.5 选择加工刀具和建立刀具资料库 |
60-61 |
|
5.2.6 驱动方式的确定 |
61-62 |
|
5.2.7 刀轴驱动方式的确定 |
62 |
|
5.2.8 叶轮叶片编程毛坯的建立 |
62-63 |
|
5.3 叶轮叶片的数控编程 |
63-67 |
|
5.3.1 叶轮粗开槽、去大余量 |
63-64 |
|
5.3.2 叶轮叶片的半精铣、精铣编程 |
64-65 |
|
5.3.3 叶轮轮毂面粗扫底、精扫底 |
65-66 |
|
5.3.4 数控加工程序的仿真 |
66-67 |
|
5.4 后置处理 |
67-75 |
|
5.4.1 创建后处理文件 |
68-74 |
|
5.4.2 刀位源文件的后处理 |
74-75 |
|
5.5 加工 |
75-76 |
|
5.6 本章小结 |
76-77 |
|
结论 |
77-79 |
|
参考文献 |
79-83 |
|
致谢 |
83-84 |
|
个人简历 |
84 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.380364 |
