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本文针对离心泵关键零部件的快速建模技术进行研究,实现了基于剪裁图和实物的叶轮建模、叶轮铸造模具的快速建模,并对压水室的快速建模技术进行了分析和研究。
首先,从一般产品设计过程出发,分析了离心泵设计制造过程,给出了零部件快速建模的过程及其所用到的技术基础,为离心泵零部件的快速建模提供了理论基础。
其次,针对叶片的三种表现形式(直叶片、单曲率叶片和双曲率叶片),基于叶轮的二维剪裁图,遵循“点-线-面-体”的构型原则,选用SolidWorks作为图形支撑软件,利用VB设计算法实现剪裁图中的数据到实体表面三维型值点的计算,通过二次开发实现叶轮的自动设计,得到形象直观的叶轮的数字模型。另外,根据反求工程的实施过程,得到基于实物的叶轮反求建模的思路是将点云拟合成曲线再形成体,据此分析了曲线拟合的数学理论基础——三次B样条插值,给出基于B样条插值的叶轮反求建模算法。
叶轮是水泵的心脏,要想获得性能良好的叶轮,其模具的设计也很关键,在对博泵科技调研的基础上,分析了现行的叶轮模具的制作过程,提出了采用CAD技术实现叶轮铸造模具的快速建模方法,该方法节省了木模制作工序,缩短了制作周期,并大大提高了制作精度。
最后,针对离心泵的其他关键过流部件——压水室的快速建模问题,主要就其螺旋形和环形的表现形式进行研究,选用VB对SolidWorks进行二次开发的技术,采用人机交互的方式实现了压水室流道的数字化模型,为实现泵水力设计及三维造型的一体化打下基础。