离心泵关键零部件快速建模技术研究及应用

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1本文的研究背景及研究意义

1.2与课题相关的技术简介

1.3本文的主要工作

第二章离心泵关键零部件快速建模基础

2.1一般产品设计过程

2.2离心泵快速建模过程

2.2.1水力设计

2.2.2关键零部件快速建模框架模型

2.3离心泵快速建模技术基础

2.3.1关键零部件过流部分的曲线曲面设计

2.3.2 CAD系统的二次开发

2.3.3快速原型技术

第三章基于剪裁图的离心泵叶轮快速建模原理与算法研究

3.1基于剪裁图的离心泵叶轮三维造型原理

3.1.1叶片表面型值点的获取

3.1.2叶片体的形成原理

3.2基于剪裁图的叶轮建模实例

3.2.1叶轮建模总过程

3.2.2叶轮建模实例

第四章基于实物的离心泵叶轮反求建模算法研究

4.1叶轮反求建模的数学理论

4.1.1曲线拟合(插值)的概念

4.1.2 B样条曲线插值

4.2基于B样条插值的叶轮反求建模算法研究

4.2.1数据获取和建模方案确定

4.2.2基于B样条插值的曲线拟合

4.2.3 CAD建模

第五章离心泵叶轮铸造模具的快速建模技术研究

5.1现行叶轮模具制作过程

5.2改进的叶轮铸造模具快速建模

5.2.1模具CAD技术

5.2.2叶轮铸造模具快速建模

第六章离心泵其它过流部件的快速建模技术研究

6.1螺旋形压水室流道快速建模研究

6.1.1蜗壳流道创建的基本思想和步骤

6.1.2蜗壳流道快速建模实例

6.2导叶式压水室CAD造型算法研究

6.2.1环形压水室流道造型的基本思想和步骤

6.2.2环形压水室流道快速建模实例

第七章总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果