发动机叶片的反求设计和检测分析

叶片作为航空发动机的关键部件之一,其形状的不规则性和复杂性,使得发动机叶片实体建模比一般实体复杂得多。逆向造型软件的出现为复杂形状的叶片数字化建模提供了有力的技术手段。通过三维激光扫描机对叶片的三维形状信息进行采集,然后利用逆向软件Surfacer和Geomagic Studio交互使用对所采集的数据进行处理,并在Geomagic Studio中进行曲面重构。然后通过逆向模型快速检测软件Geomagic Qualify中的叶片检测技术对重构的曲面和原始点云模型进行三维误差比较、叶片截面二维误差比较和截面二维扭曲分析,为发动机叶片的数字化设计检测提供了依据。     

曲面重构模型精度分析研究

运用Geomagic Qulify软件,以测量点到曲面模型的距离为主要评价指标,对用传统曲面造型方式和快速曲面造型方式重构的鞋楦曲面分别进行质量评价,通过模型的3D比较、2D比较及特殊点的比较,得到模型的3D偏差图、误差分布百分比图表、截面标准偏差图和截面百分比偏差图,通过分析比较图表,可知两种曲面重构方式所得曲面均符合要求,可根据曲面重构质量的不同要求选择恰当的曲面重构方式,为其他模型的曲面测评和曲面重构方式的选择提供了参考依据。     

船用螺旋桨的逆向建模研究

为了缩短船用螺旋桨的再设计周期,降低再设计难度,针对船用螺旋桨提出了一种基于逆向设计软件Geomagic Design X和三维建模软件UG的逆向建模方法。详细介绍了螺旋桨的逆向建模过程和主要操作流程,通过比较放样和面片拟合生成叶片NURBS曲面的方法和原理,得到一种合适的叶片曲面作为叶片重构的基础。采用Geomagic Quality软件对螺旋桨进行整体精度分析,结果发现螺旋桨重构模型和螺旋桨点云数据之间的偏差在允许范围之内,验证了此螺旋桨逆向建模方法的可行性,同时为类似的逆向建模提供了思路。     

基于Geomagic的曲面CAD模型重构

随着逆向工程的发展,越来越多的产品采用逆向制造。以冲压件为例,讲述了Geomagic、UG软件进行逆向参数化建模的设计思路和应用特点。使用Geomagic软件将获取的制件表面数据进行预处理,并基于NURBS曲面对制件进行自由曲面重构及误差分析,最后在UG中完成曲面局部重构及实体建模。表明,应用Geomagic、UG软件相互结合,可以进行曲面快速重构,大大缩短了设计周期,提高了研发效率。     

曲面模型重构方法比较及误差分析

三维CAD模型重建是逆向工程中的关键环节,在逆向设计中起到至关重要的作用。在运用Geomagic Studio软件进行点云处理、错误修复和曲面生成的基础上,重点讨论了曲面阶段的精确曲面重构和参数化曲面重构两种不同的曲面重构方法,并对同一种模型进行重构和误差分析。精确曲面重构方法可保证模型数据的完整性与精确性,从而生成高质量的模型;参数化曲面重构方法通过参数转换功能将初始曲面导入Solid Works软件中进行编辑,最后得到参数化模型。实际应用中可结合这两种方法各自特点及优势,高效优质地构建CAD曲面模型。     

气力推进艇螺旋桨叶片逆向建模及误差分析

以气力推进艇螺旋桨叶片的模型重建及误差分析为研究内容,采用逆向工程技术,通过OKIO扫描仪进行数据采集,基于Geomagic软件进行模型重建和误差分析。结果表明:总体平均误差为-0.007mm,满足偏差为±0.1mm的设计要求;主要截面弦长平均误差为0.504mm,即在上下两曲面交界处的轮廓线提取时存在误差。     

注塑机螺杆的逆向重构技术研究

针对注塑机螺杆结构复杂、形状精度要求高、优化设计周期长等问题,运用逆向建模方法,利用Win3D型三维扫描仪及Geomagic Wrap软件采集该注塑机螺杆的点云数据,将其封装为曲面,导入逆向建模软件Geomagic Design X中,高精度创建其三维数字化模型,为注塑机螺杆的优化设计提供高精度模型。经误差分析软件Geomagic Control的检测,注塑机螺杆的逆向模型误差不超过0.02 mm,满足工业设计要求。     

基于三坐标测量的模具反求设计

论述了从三坐标测量机得到的数据重建模具CAD模型的工作过程,包括点云的预处理如点云对齐、误差点剔除;曲面重构:包括点云的网格化、孔洞填充、边界处理、曲面拟合及曲面评估.利用Geomagic软件完成了对某梁的逆向设计,证明了反求工程理论的可行性.     

基于Geomagic DesignX的门把手反求设计与加工

运用3D逆向技术,对门把手的曲面进行数据采集和点云处理,通过Geomagic DesignX进行逆向数字建模,重构3D数字模型。对重构后的曲面进行精度与质量分析,通过UG软件进行曲面优化并生成数控加工程序单。研究表明,逆向技术是产品实现再生设计与加工的重要手段,是提升质量和效率、增强设计能力、降低成本、缩短新产品的开发周期的先进技术。     

基于逆向建模的压气机叶片静力学分析

为获得某航空发动机压气机叶片在工作环境中叶片的静力分布,首先采用HandySCAN 3D扫描仪对该叶片的实体模型进行扫描,获得该叶片表面的三维数据,并在专业逆向建模软件Geomagic Studio中对数据进行处理,拟合曲面,再通过三维软件UG生成实体。其次通过流体分析软件CFX对叶片进行流体分析获得叶片表面空气载荷,并将此载荷作为初始条件对叶片进行静力学分析,获得叶片等效应力分布,为叶片制造过程中了解提高叶片强度的位置提供依据。     

基于Geomagic的叶轮逆向建模与再设计研究

运用3D扫描技术,结合正、逆向建模软件,对复杂曲面类零件进行反求设计与再设计。首先对叶轮的外形特征进行数据采集和点云处理,然后通过Geomagic DesignX进行逆向数字建模,重构3D数字模型,并对重构的曲面进行精度与质量分析,最后对叶轮的再设计进行了研究。该研究可为叶轮的逆向设计、结构参数优化再设计提供一种技术手段。     

基于Geomagic的关键零部件逆向设计方法研究

以某发动机散热器叶片为例,研究了基于Geomagic的逆向设计方法。首先利用三维扫描仪对叶片进行数据/Engineer对其进行数据预处理、曲面重构、实体化等操作,得到叶片的三维CAD模型;最后,将CAD模型与原始点云进行了对比分析。结果表明:该方法能够用于工程机械关键零部件的逆向设计,能够提高设计过程的准确性,缩短产品研发周期,降低研发成本。     

基于退役电池包的逆向重构研究

以退役动力电池包壳体为研究对象，采用EinScan HX激光扫描仪获取原始点云数据、Geomagic Control软件对点云数据进行处理、Geomagic Design软件重构三维数字模型，分析和总结了逆向重构过程中的关键技术。通过Geomagic Control软件分析了重构的三维数字模型与原始点云数据的误差，确认误差在±1 mm内，满足了退役动力电池包智能拆解系统对三维数字模型的精度要求。因此，精确的逆向三维重构技术对实现机器人自动化拆解有很好的指导意义，有利于退役动力电池包智能拆解技术的发展。     

基于Geomagic Design X的曲面逆向建模技术及应用

基于Geomagic系列软件,并以扇叶为例,详细阐述了逆向建模的流程。首先对扇叶外形特征进行数据采集,采用Geomagic Wrap进行点云数据预处理,然后采用Geomagic Design X进行逆向数字建模,最后,采用"Accuracy Analyzer"完成点云数据与数字化模型的偏差分析,表明曲面重构模型精度较高。该方法可获得高质量的三维模型,具有较好的应用价值。     

复杂曲面的逆向造型设计及多轴联动加工

基于逆向工程技术及CAD/CAM技术的平台,针对某一工艺品的点云模型文件,利用逆向工程软件Geomagic完成复杂曲面的NURBS曲面三维造型并进行误差分析。根据该复杂曲面零件的结构特点,合理制定加工工艺,运用UG软件生成多轴加工刀具轨迹及数控加工代码。最终经Vericut软件构建的双摆台五轴机床验证了数控程序的正确性。研究表明,利用逆向造型软件对复杂曲面产品进行NURBS曲面重构,结合CAD/CAM技术,不仅能高效地对复杂曲面产品进行二次设计,从而大大缩短产品开发周期,而且也能为复杂曲面零件的仿制加工提供依据。     

基于Geomagic和UG的螺旋桨逆向设计与五轴数控编程

在Geomagic中通过对螺旋桨叶片点云文件进行点云预处理、封装形成三角面，在多边形阶段进行模型修补和模型优化，进行曲面分类以及对轮廓线进行编辑，最终拟合成曲面。将其导入UG软件中进行模型创建，并完成螺旋桨叶片的五轴数控编程。     

铁艺叶片参数化建模及制造

采用Geomagic软件对某不规则铁艺叶片进行模型预处理及曲面参数化重建,然后将曲面模型导入到CAXA制造工程师软件中进行分模,实现凸模的仿真加工,再到数控制造。总结分析了仿真加工的优越性,为复杂曲面零件的数字化逆向制造提供了参考。     

基于Geomagic Design X的产品建模研究与3D打印成型——以内燃机连杆为例

以工业产品设计为对象,采用某国产手持激光3D扫描仪获取模型点云数据,结合Geomagic Design X软件介绍逆向设计方法与工业产品逆向建模过程,采用3D打印技术进行快速制造完成产品验证。为产品建模优化与成型提供思路和方法,减少产品开发周期。实践证明采用Geomagic Design X软件可以快速高质量的完成产品模型的重构设计,3D打印可以实现模型的再现验证设计。     

逆向工程中数据预处理技术

在逆向工程中,产品的误差是从获取数据开始不断累积并依次传递。针对逆向工程中数据预处理环节,基于Geomagic Studio软件,综合运用不同的数据预处理方法,通过对各方法中的误差比较,从中选择每一方法的最优项,从而获得误差较小,数据量适中的数据模型,为后续的曲面拟合和模型重构等做好铺垫。     

复杂零件的逆向重构及数控加工仿真

复杂零件的数控加工通常根据零件三维模型数据进行编程、加工。但由于技术保密,很多时候需要根据零件实物完成三维模型和加工程序。针对此问题,提出了一种对零件实物逆向重构及数控加工仿真的方法,通过逆向工程技术对零件实物进行数据采集,将采集的零件点云数据导入到Geomagic软件中进行处理,最后导出STL格式的数据,接着使用UG软件进行逆向重构,关键部位的尺寸结合千分尺、卡尺等量具进行测绘,对逆向重构完成的三维模型数据和STL数据进行3D比较,对于关键部位的尺寸采用点偏差分析,实际测量和虚拟测量相结合的方法,分析逆向重构的三维模型数据与实际模型的误差,评估逆向重构完成的模型精度,以确保逆向重构的数据的质量。满足精度要求后再将UG逆向重构完成的零件三维模型导入到JDSoft SurfMill9.5软件中进行编程、加工仿真,验证了编写程序的正确性。证明了将Geomagic、UG、JDSoft SurfMill9.5软件相结合以实现复杂零件逆向重构制造的方法简单,而且缩短了零件研发周期,为其他缺少三维模型数据的实物进行逆向重构及加工提供了参考。