增壓器葉輪逆向工程中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為一種新產(chǎn)品開發(fā)和消化、吸收先進(jìn)技術(shù)的重要手段，逆向工程的研究正受到各國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重視。隨著研究的不斷深入，對于一般產(chǎn)品的逆向而言，工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，為此，國內(nèi)外許多學(xué)者紛紛把目光投向了如何實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜零件高質(zhì)量、高效率的逆向工程上來，本文以此為背景，以發(fā)動機(jī)增壓器葉輪的逆向?yàn)槔愿邤?shù)字化效率、高尺寸精度、高曲面品質(zhì)為目標(biāo)展開如下研究工作。 研究了葉輪類復(fù)雜零件的數(shù)字化策略，實(shí)現(xiàn)了對復(fù)雜零件高精度、高效率、高安全

2、性的數(shù)字化。首先對葉輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，全面闡述了葉輪測量方式的確定、障礙物的處理、不同坐標(biāo)系下測量點(diǎn)云的重定位、葉輪旋轉(zhuǎn)軸的計(jì)算、邊界棱線的測量等一系列合理的數(shù)字化策略；然后從葉輪的結(jié)構(gòu)出發(fā)，從整體的角度對葉輪的測量路徑進(jìn)行規(guī)劃，提出了基于遺傳算法的多特征測量路徑規(guī)劃方法；最后實(shí)現(xiàn)了壓氣機(jī)葉輪的合理數(shù)字化。 研究了異常點(diǎn)的剔除、測量點(diǎn)云的重定位、半徑補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。在弦高差法的基礎(chǔ)上，提出了全新的弦高差一比法，提高

3、了異常點(diǎn)剔除的準(zhǔn)確性和柔韌性；提出了一種基于局部圖形重構(gòu)的重定位方法，該方法通過對特征球的最小二乘擬合，消除了單一參考點(diǎn)的精度對重定位的影響；在此基礎(chǔ)上對重定位的誤差進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了精確的誤差值，從數(shù)學(xué)的角度保證了重定位的精度；在三角網(wǎng)格法的基礎(chǔ)上提出了基于Delaunay三角剖分的半徑補(bǔ)償新方法，有效改善了補(bǔ)償矢量的計(jì)算效率和準(zhǔn)確性。 研究了基于小波分析的曲線曲面光順技術(shù)，并將該技術(shù)拓寬到了對任意控制頂點(diǎn)曲線曲面的光順

4、。在分析B樣條原理及其相應(yīng)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明，推導(dǎo)了半正交準(zhǔn)均勻二三次B樣條小波分解重構(gòu)矩陣的具體算法；為了拓寬小波光順技術(shù)的應(yīng)用范圍，提出了基于任意控制頂點(diǎn)的半正交準(zhǔn)均勻三次B樣條小波分解重構(gòu)算法，給出了精確的計(jì)算公式，以實(shí)現(xiàn)對具有任意控制頂點(diǎn)曲線曲面的小波光順；將基于任意控制頂點(diǎn)的半正交準(zhǔn)均勻三次B樣條小波分解重構(gòu)算法應(yīng)用到了曲線曲面光順過程中的精度控制環(huán)節(jié)，給出了控制頂點(diǎn)數(shù)量的指導(dǎo)性算法，使重構(gòu)曲線曲面更容易達(dá)到品質(zhì)和

5、精度的最佳統(tǒng)一；最后實(shí)現(xiàn)了葉輪葉片各個功能曲面的合理光順。 研究了重構(gòu)曲面精度控制的定量分析技術(shù)。借鑒精度設(shè)計(jì)原理和輪廓度的概念，實(shí)現(xiàn)了對曲面重構(gòu)誤差的定量計(jì)算和有效控制；最后對增壓器葉輪葉片各個功能曲面的重構(gòu)精度進(jìn)行了定量分析，給出了分析效果圖和誤差分布圖。 研究了重構(gòu)曲面的品質(zhì)分析技術(shù)。在具體分析當(dāng)前各種曲面品質(zhì)分析方法的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析并總結(jié)了反射線法和高亮線法的原理、計(jì)算方法以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通過對三維仿射空間中