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      螺旋槳設計裝置的逆模方法研究

      2021-06-07 10:29:27

      艦船推進器是艦船推進裝置的部件,它的制造質量直接影響著艦船推進器的性能。船用推進葉片結構復雜,螺旋槳設和檢測難度較大。應用逆向工程技術重建出螺旋槳三維模型,可以大大縮短螺旋槳的設計周期,并能方便地進行偏差分析,從而保證三維模型的準確性。本文將逆工程技術應用于船舶螺旋槳的設計與制造,重點研究了它在復雜曲面零件設計中的應用。

      表面數據采集分類。

      點云數據采集是反求工程中的一個重要問題,點云的質量直接影響建模的精度和計算誤差。在反求工程中,為了獲得目標表面的三維數據,可以根據測量探針與目標表面的接觸程度,將其分為接觸型和非接觸型。

      因接觸式測量比較復雜,其測量難度大,效率較低,所以非接觸式測量更方便、快速。提出了一種以非接觸式三維激光掃描器為非接觸式數據采集方法,掃描精度達到了二階以上。其測量原理是利用光學三角法,無需逐點測量,快速測量。結果表明,云層間距為0.2毫米,離散值為13393。

      點云數據的收集處理;

      點云數據的截取、去噪、平滑是點云數據的技術。

      葉點云一般有兩種截獲方法。采用該方法截斷點云團沿葉輪軸向的分布,該方法截斷的點云片與漿轂連接的部分數據太少,不利于三維建模;其次,采用該方法截斷點云團沿葉輪徑向的分布,該方法不僅能反映葉片的形狀特征,而且還包括大量葉片與漿轂連接數據,保證重構模型的質量和精度。

      為了提高點云型截片的質量,保證重建模型的質量,需要對已有的截片進行降噪、簡化等處理,并采用高斯光順方法,使重建模型能夠保存原始數據。

      用CAD模型擬合了三次曲線。

      以NURBS曲線原理為基礎,通過軟件擬合,得到了處理后葉片的點云長紋曲線;

      四逆模的三維偏移分析。

      點云數據在采集、整理和擬合過程中存在著誤差和模型畸變,需要對重構模型進行誤差分析和修正。然后分析了反求模型與數字化模型的相似性,并對反求模型與數字化模型進行了偏差分析,以判斷零件是否滿足標準要求。

      因設計反求過程中存在著偏差,且標準中沒有明確規定,故對重構葉輪零件的反求尺寸進行了誤差評定,即反求尺寸小于總尺寸0.5%。

      在-2~+2mm范圍內,重建的三維模型與原始云層存在較大誤差,且誤差較大,為進一步進行同軸加工,對控制點進行調整,得到重構的葉輪模型,并進行偏差檢驗。這時重建模型與原始云層的偏差大多在-0.5~+0.5mm,對精度要求很高。

      螺旋槳設計

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