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逆向工程作为近几年应用广泛的一种产品设计手段,可以快速提高创新研发的水平,缩短开发周期,提高生产率,提升国家和企业的科技水平以及经济竞争力等,逆向工程技术的探索和研究变得越来越必要。 本文以整体压气机叶轮为对象,研究和探索了实物逆向工程中的主要技术和步骤,充分利用了所在单位镇江高等职业技术学校的现有设备和软件,通过实践详细论证了零件逆向建模和虚拟仿真制造的全过程,主要工作内容如下: (1)研究了整体叶轮点云数据采集的过程与技巧。根据现有条件,利用高精度三维光学扫描仪获取叶轮表面点云数据,保证了数据采集的高精度、高效率。 (2)通过比较现有点云数据预处理方法,基于Geomagic Studio逆向工程软件,采用各种方法快速剔除噪声点,保留有效点,利用最小距离法实现点云采样,高效精简亢余的点云数据;同时对封装后形成的三角网格面进行各种优化,为下一步利用Design X软件进行叶轮模型重建提供高质量的数据基础。 (3)介绍了常用的曲线曲面的构建理论和方法,随后基于Design X逆向软件,以叶轮零件为例,利用软件独特的的生成思路(三角网格面→曲线→曲面→实体),对叶轮模型的重建进行了实际应用。 (4)利用UG软件的叶轮加工模块生成上一步骤叶轮重建模型的数控加工程序,提出了流道粗加工、叶片精加工、分流叶片精加工、轮毂精加工、叶片清根、分流叶片清根的工序方案,并根据该工序完成了叶轮的数控自动编程,最后得到了运用于海德汉五轴加工中心的数控NC代码。 (5)基于VERICUT仿真软件,根据具体机床建立了虚拟仿真环境,并以此为基础对上一步骤生成的叶轮零件的数控NC代码进行了仿真,分析了叶轮的仿真加工结果,验证了NC代码的正确性并对其进行优化,进而避免加工过程中可能存在的撞刀、过切、残留、空行程等问题。 本文探索了将三维光学扫描仪、Geomagic Studio、Design X、UG、VERICUT、五轴加工中心等软硬件综合运用,以实现叶轮的逆向重建和虚拟制造的方法。证明了该方法同样适用于其它类似零件,且操作简单、成本低、效率高,为复杂零件的仿制加工提供了新的思路。