本文關(guān)鍵詞：基于逆向工程的葉輪建模及CAM研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：逆向工程是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品或模型,通過(guò)三維測(cè)量設(shè)備獲得其表面點(diǎn)云數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)處理之后,根據(jù)點(diǎn)云擬合得到三維CAD模型,繼而將這些模型用于產(chǎn)品的分析、制造和創(chuàng)新的過(guò)程。本文在基于逆向工程的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上,對(duì)葉輪葉片逆向建模的去噪技術(shù)進(jìn)行了研究,并提出了面向加工的曲面擬合,并對(duì)其數(shù)控加工刀具選擇和路徑生成進(jìn)行了驗(yàn)證。點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理是逆向工程的一項(xiàng)重要的技術(shù)環(huán)節(jié),而預(yù)處理過(guò)程中點(diǎn)云去噪的質(zhì)量對(duì)后續(xù)的曲面建模會(huì)有直接的影響,對(duì)此在文中系統(tǒng)的闡述了點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理的技術(shù)流程,對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)云的去噪及光順處理的一些方法進(jìn)行了對(duì)比,對(duì)數(shù)據(jù)處理算法上進(jìn)行了改進(jìn)。針對(duì)課題研究對(duì)象的點(diǎn)云特征的提出了分段去噪光順處理的方法,先將點(diǎn)云中的大噪聲及冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行去除,并進(jìn)行相應(yīng)的精簡(jiǎn),然后在此基礎(chǔ)上利用改進(jìn)的分段曲率檢查法對(duì)其進(jìn)行了處理;并且利用局部拐角點(diǎn)云光順的方法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行了光順處理,避免了整體光順過(guò)程中對(duì)點(diǎn)云特征的破壞。得到了滿(mǎn)意的點(diǎn)云處理效果。曲面的CAD模型重構(gòu)是逆向工程的研究重點(diǎn)之一,而數(shù)控加工是在三維模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,這兩者是緊密聯(lián)系在一起的。在當(dāng)前的逆向工程曲面重構(gòu)的過(guò)程中未考慮到其與后續(xù)的加工過(guò)程的聯(lián)系與影響。這就會(huì)在使后期的數(shù)控加工過(guò)程中出現(xiàn)加工精度達(dá)不到擬合精度,過(guò)切和干涉等一系列問(wèn)題,影響最終得到的產(chǎn)品的質(zhì)量。在本次的研究中,在系統(tǒng)闡述曲面重構(gòu)的原理與方法的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)葉輪葉片進(jìn)行逆向造型建模,分析了曲面重構(gòu)過(guò)程中曲面的構(gòu)成形式及擬合方法與數(shù)控加工的聯(lián)系及其對(duì)數(shù)控的影響,提出了基于數(shù)控加工的曲面擬合方法,這樣得到的模型既達(dá)到了逆向工程模型重建的精度要求,同時(shí)又保證了數(shù)控加工的順利進(jìn)行。最后,對(duì)得到的模型進(jìn)行了數(shù)控加工的驗(yàn)證,對(duì)數(shù)控刀具的選擇以及刀具路徑軌跡生成的策略及方法等進(jìn)行了探索,對(duì)其數(shù)控加工的路徑軌跡生成進(jìn)行了模擬,得到了粗加工與精加工的刀具路徑的模擬軌跡。
【關(guān)鍵詞】：逆向工程 點(diǎn)云去噪 曲面重構(gòu) 刀具路徑 數(shù)控加工
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH122;TP391.7;TG659
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 引言12
• 1.1 逆向工程的簡(jiǎn)介12-14
• 1.1.1 逆向工程的背景12-13
• 1.1.2 逆向工程的主要步驟13-14
• 1.1.3 逆向工程當(dāng)前存在的主要問(wèn)題14
• 1.2 逆向工程的發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.3 逆向工程的應(yīng)用及意義15-16
• 1.3.1 逆向工程的應(yīng)用15-16
• 1.3.2 逆向工程的意義16
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究概況16-18
• 1.5 課題的提出18-19
• 1.6 論文的主要研究?jī)?nèi)容及文章組織19-20
• 1.7 本章小節(jié)20-21
• 第二章 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取及預(yù)處理21-41
• 2.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取方法21-24
• 2.1.1 數(shù)據(jù)獲取的意義21
• 2.1.2 接觸式測(cè)量21-22
• 2.1.3 非接觸式測(cè)量22-23
• 2.1.4 激光三角測(cè)量原理23-24
• 2.2 常見(jiàn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)類(lèi)型24-26
• 2.3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理26-39
• 2.3.2 點(diǎn)云的簡(jiǎn)化及去除大噪聲27-29
• 2.3.3 改進(jìn)的分段曲線曲率偏差檢查法29-36
• 2.3.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的光順36-39
• 2.3.5 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的補(bǔ)齊39
• 2.4 葉片點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理39-40
• 2.5 本章小節(jié)40-41
• 第三章 面向制造的模型重構(gòu)41-58
• 3.1 曲面造型重構(gòu)方法41-43
• 3.1.1 逆向造型基本流程41-42
• 3.1.2 擬合的概念42-43
• 3.2 基于NURBS曲面的模型重構(gòu)43-46
• 3.2.1 B樣條和NURBS曲線曲面數(shù)學(xué)定義及性質(zhì)43-44
• 3.2.2 NURBS曲線曲面44-46
• 3.2.3 NURBS方法的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)46
• 3.3 NURBS曲線曲面的反算擬合46-48
• 3.3.1 曲面插值擬合46-47
• 3.3.2 NURBS曲面反算擬合47-48
• 3.4 面向制造的曲面擬合48-50
• 3.4.1 曲面擬合方式與數(shù)控加工的聯(lián)系48-49
• 3.4.2 曲面構(gòu)成與刀具磨損的關(guān)系49-50
• 3.5 葉輪葉片的逆向建模50-55
• 3.5.1 直接點(diǎn)云擬合曲面誤差分析50-51
• 3.5.2 擬合截面曲線51-53
• 3.5.3 創(chuàng)建曲面及模型重構(gòu)53-55
• 3.6 模型精度分析55-57
• 3.6.1 誤差分析55-56
• 3.6.2 整體曲率分析56-57
• 3.7 本章小節(jié)57-58
• 第四章 數(shù)控加工工藝及刀具路徑的選擇研究58-79
• 4.1 葉輪的特點(diǎn)和數(shù)控加工關(guān)鍵問(wèn)題分析58
• 4.2 刀具的選擇58-62
• 4.2.1 主要刀具介紹58-60
• 4.2.2 平頭立銑刀的特點(diǎn)60-61
• 4.2.3 平頭銑刀的有效半徑61-62
• 4.2.4 加工效率分析62
• 4.3 數(shù)控加工中的切削用量的選擇62-63
• 4.4 刀具軌路徑跡的生成及規(guī)劃63-70
• 4.4.1 與刀具軌跡相關(guān)的幾個(gè)概念63-64
• 4.4.2 刀具軌跡生成策略64-65
• 4.4.3 刀具軌跡的生成方法65-67
• 4.4.4 基于等殘留高度法的刀觸點(diǎn)軌跡規(guī)劃67-70
• 4.5 葉輪的數(shù)控加工70-78
• 4.5.1 加工工藝分析70
• 4.5.2 模型的導(dǎo)入及坐標(biāo)系生成70-72
• 4.5.3 創(chuàng)建加工刀具72
• 4.5.4 刀具路徑的生成72-77
• 4.5.5 刀具路徑的后處理77-78
• 4.6 本章小節(jié)78-79
• 第五章 總結(jié)與展望79-81
• 5.1 論文總結(jié)79
• 5.2 未來(lái)工作的展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 附錄85-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果87-88
• 致謝88-89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：261293