【精编汇总版】液力变矩器工作轮的测绘与反求合集

1、【精编汇总版】液力变矩器工作轮的测绘与反求合集】6/6【精编汇总版】液力变矩器工作轮的测绘与反求合集液力变矩器工作轮的测绘与反求七 研究所 张锡杰何芳 林义摘要：本文介绍r液力变矩器狂杂叶栃测绘和反求的具体过程,通过硅橡胶制模、光栅打描测绘、 三坐标测量等方式得到流道的形状和地位，使用In1ageware措置方案点云数据，用CG完成或终的叶轮选型。关键词？液力变矩器曲面反求测绘硅橡胶铸模光槌扪描1前言开拓新型液力变矩器及大的面点和难点在它工作轮的大纲，大纲的好坏直 接抉择了变矩器性能的优劣,按照传统的一维束流大纲理论，工作轮叶片的大纲 具行很大的随意性。大纲过程中要设置的经验系数多达几十个，很

2、多都要取决于 大纲者的大纲经验，城终的大纲成果还必要凭证尝试举行多次改削。而国际上对 于真实流场三元流的大纲方式还处于研究和探讨阶段，直策应用于出产厂家还为 时尚早。冃前，国内液力变矩網厂家的大纲程度参差不齐，绝对于国际先进程度有较 大差异。对于我们，起首要做的是消化和吸收国外的先进技术，进而迎头赶.匕 以先进的实物作为研究对象，应用当代先进的反求方式、液力大纲等专棉理论常识对 之举行深入的剖析和研究，探索并不竭控制其关键技术，应用到我们的新产物设 计中。2测绘规划方案的选择凡是的测绘方式是使用三坐标测量仪举行测绘。而液力变矩器的工作叶片均 是由庞大的空间三维扭曲不成展曲面构成，叶片间的流道狭

3、小而扭曲，叶栅流道 遮挡严帀。三坐标测量仪的探针无法进入流道内部，只能测得入、出门段的流道 数据点，而n每改换次探头的测先角度都要举行零点校正。也有人用白制的弯 曲探针举行测量，效果良好，但精度无法与测量探头对照。用三坐标测兄:仪测量, 速度慢、劳动强度大、数据点较少而r分布有较多人为干预，不采用破损式的叶 轮剖切很难将叶片完整、精确测绘空来。频年来，随着呆板视觉技术和光电技术的开展，用邪打仗式的光电方式对曲 面三维形貌、形状举行快速测量成为大趋势。非打仗式测昂:方式特点是：测母过 程中.测头不打仗被测表格模板而，防止了打仗式测量屮测头半径赔偿带来的费事和被 测表格模板面的划伤，可以实现对各表

4、格模板面举行高速测竝。绝对于三坐标测量仪，光栅为 描具仃曲面数据最大、曲而精度高、劳动强度低邻优点。在本次测量中每个流道 约由8力个数据点构成，这是传统三年标测量仪所不能企及的.为了不破损1作轮，我们选取制模的方式得到叶片的曲面形状。拟将几个叶 轮流道的岀丨处封死，灌入工程塑料或硅橡胶，待其洞化后取出，举行光栅扌描。由于流道扪曲程度很大，在取模过程中，冏化的材料会受到流道的严重挤压。 因而要求灌入f向材料具冇非常好的林性和抗拉强度，在受压严重变形后可以很好 恢复原冇的形状，鉴于此，我们选取抑性好的硅橡胶作为制模的材料。颠末深入探讨和理论剖析，我们段终采择了硅橡胶制模、光学三维测量系统扫描、三坐

5、标入出口标志、参考入出口厚度的反求策略。经实践查验该方式是切 实可行的，总体效果良好，值得借鉴。3具体测绘过程a 测量工作轮测量叶轮的外圆、长度、深度、孔径、螺孔、花键等常规数据，准确得到 叶轮入铝口流道的直径、深度。b.硅橡胶制模：1）硅橡胶的选择：硅橡胶要选择质品:好的专业硅橡胶，最好是进门的模具硅 橡胶。要求材料线性膨胀率小，拉伸强度、扯破强度大。颜色取好是纯白色， 这样冇利于光学三维扫描仪举行扫描。2）将变矩器的三个工作轮去污溃，清洗干净，掠卜。仔细查看各个流道，选 择无锻造缺陷、流道壁斗劲光顺的相邻两个流道作为取模的对象，并做好标志。3）将流道下端密封好4）格硅橡胶倒入搅拌容器，按配

6、比到场胶粘剂、固化剂，充沛搅拌平均。格 搅拌平均的硅橡胶慢慢倒入密封好的流道型腔中。5）确认硅橡胶完全固化后，在叶片入、出丨I偏向的岡孤顶端做好标志，用美 工刀沿标志仔细将硅橡胶剖开，从流道.上端将硅橡胶取出。取出的硅橡胶模如 图1、图2、图3所示。图3导轮硅橡胶模c.扫描硅橡胶模用光学三维测量系统对硅橡胶模举行扫描，准确得到硅橡胶模的三维儿何信息。我们使用的是徳国“GOM”公司出产的ATOS挪动式光学三坐标测帚仪（也 叫光栅扫描仪、视觉测量仪，图4）,该设备操作二组CCD镜头从差异方位取数, 实现闭环操作，对于硅橡胶模的定位粘度可以精确到0.003。测量时，不竭变卦测 駅摄像头的地位和角度，

7、逐渐得到所存所需的三维多少信息。扪描坡后的数据可 以存储为十儿种格式，倡议存储为asc和igcs格式，大部份的点云措置方案软件都可 以举行读取。图4光学三坐标测量仪图5扫描得到的泵轮型芯点云图图6扫描得到的涡轮型芯点云图（I.对入出口地位举行测量将工作轮去除硅橡胶残渣，淸洗十净。用三坐标测量仪测量入出U圆弧的地位。 在毎一个地位可以测量34条线，毎条线取45个点，以便准确得到入出口的形 状和地位。c.测量入出口的厚度由于工作轮是锻造件，为了防止测量的偶然性，该当选择差异叶片，举行多次 测量取平均位。4数据措置方案和反求a.措置方案点云数据使川EDS公司的Imageware逆向工程措置方案和大纲

8、软件，将点云拟剖析曲面。 该软件是UGNX2.0的一个分支模块，可以和UG举行数据互通。下面以泵轮为例，简述反求的过程。在点云数据措置方案时，必要把毎个iHi独自措置方案。操作放大、扭转、剪切等饬令 把每个面上的点云措置方案光顺，拟介成曲面，并用空间样条线画出点云的边境线， 以供曲面对齐用。如图7所示。察乔点云与曲面的距离剖析，如果点云与曲面的距离过大，就该当持续修史 点云，再次生成曲面。如图8。图7泵轮点云生成的曲面图8点云、曲面距离剖析b. CAD三维建模这项1作斗劲繁重，是本次匚作中的重头，抉择最终测绘4反求的成果，需 要造型者具冇液力变矩器工作轮的造型经验利部份大纲经验。1）使用UGN

9、X2.0先把工作轮的三维外形（叶片除外）成立起来，循环I员【的数 据可以凭证经验概略自口手面一个，接下来还要改削的。2）读入Imageware成立的外环和内环曲面和曲线。凭证入出口的尺寸和曲面相 对于圆环面的贴合度，操作UG的挪动、扭转等饬令，判断内环和外环的曲面定 位，继而得到循环I员I的形状，如图9,用这个循环I员I形状替代本来的循环圆，得到 没行叶片的工作轮外形。图9 在UG中对齐曲面3）画出三坐标测量的入出I地位线段。4）读入叶片四面、凸面和他们相邻的表里环而，凭证表里环【面的地位和入出丨1 地位定位好凹面，然后定位凸面，如图10所示。最后凭证叶片入出口的厚度举行 微调。图io泵轮曲i

10、fil定位过程线框图5）求铝表里环面和叶片凹、凸面的交线（如果没有交线可将凹、凸面举行曲面 延拓），作为叶片的流线数据。6）将叶片的毎条流线平分红多少段（在这里我平分了 12段），凭证流线的光顺 性和入出口的地位、厚度，并聚集以往同范例叶片的造型经验，对各段举行微调, 出格是入出口处的流线段。7）以过点的方式将平分的13个点拟剖析B样条曲线，聚集截面线举行叶片的 曲面造型。8）将叶片的各个曲面结剖析为一个叶片实体，如图1K并从头察看入出口的位 也，如果偏离则返冋到第6步从头微调，如果偏离的较严重则应返冋到第4步重 新调整叶片流道面的定位。图11泵轮叶片图图12泵轮图9）将造型好的叶片实体绕叶轮的屮心扭转线扭转发制，坡终完成丄作轮的造型。 如图12、图13、图14所示图14导轮图图13涡轮图5.总结模板和展望本次测绘绝对以往的三坐标打仗式测朮，大幅度减少了测绘时间，而RUG的 三维模型可宜接用于模具的造型和数控机床加匚，大大减轻了测绘和大纲人员的 工作用:，可是也该当看到：我们所用来测绘的工作轮是铸件，木身就存在偏向， 即使是用游标卡尺来测量工作轮，毎次测量的成果都市存在差异，这就给后续的 造型工作统一数据带来困难，而且我们选择用来制模的流道也存在很大的偶然性。 在选型过程中很人程度要依赖造型者的对变矩器的经验和懂得。任何反求的