增壓器葉輪逆向工程中的關鍵技術研究.pdf

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

2、性的數(shù)字化。首先對葉輪的結(jié)構(gòu)進行了詳細的分析，全面闡述了葉輪測量方式的確定、障礙物的處理、不同坐標系下測量點云的重定位、葉輪旋轉(zhuǎn)軸的計算、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；最后實現(xiàn)了壓氣機葉輪的合理數(shù)字化。 研究了異常點的剔除、測量點云的重定位、半徑補償?shù)葦?shù)據(jù)預處理技術。在弦高差法的基礎上，提出了全新的弦高差一比法，提高

3、了異常點剔除的準確性和柔韌性；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，消除了單一參考點的精度對重定位的影響；在此基礎上對重定位的誤差進行了詳細的分析，給出了精確的誤差值，從數(shù)學的角度保證了重定位的精度；在三角網(wǎng)格法的基礎上提出了基于Delaunay三角剖分的半徑補償新方法，有效改善了補償矢量的計算效率和準確性。 研究了基于小波分析的曲線曲面光順技術，并將該技術拓寬到了對任意控制頂點曲線曲面的光順

4、。在分析B樣條原理及其相應性質(zhì)的基礎上，用嚴格的數(shù)學證明，推導了半正交準均勻二三次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的應用范圍，提出了基于任意控制頂點的半正交準均勻三次B樣條小波分解重構(gòu)算法，給出了精確的計算公式，以實現(xiàn)對具有任意控制頂點曲線曲面的小波光順；將基于任意控制頂點的半正交準均勻三次B樣條小波分解重構(gòu)算法應用到了曲線曲面光順過程中的精度控制環(huán)節(jié)，給出了控制頂點數(shù)量的指導性算法，使重構(gòu)曲線曲面更容易達到品質(zhì)和

5、精度的最佳統(tǒng)一；最后實現(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。借鑒精度設計原理和輪廓度的概念，實現(xiàn)了對曲面重構(gòu)誤差的定量計算和有效控制；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。在具體分析當前各種曲面品質(zhì)分析方法的基礎上，詳細分析并總結(jié)了反射線法和高亮線法的原理、計算方法以及各自的優(yōu)缺點，通過對三維仿射空間中