離心泵三維實(shí)體的造型設(shè)計(jì)

劉曉潔+陳自兵

摘要：離心泵在現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)十分成熟，但是在對其的設(shè)計(jì)上還存在許多問題有待解決。基于此，本文在UG基礎(chǔ)上對離心泵三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)分析，希望文中內(nèi)容對相關(guān)工作人員能夠有所幫助。

關(guān)鍵詞：離心泵；GU技術(shù)；造型設(shè)計(jì)

離心泵具有流量均勻、性能廣泛、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和工業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用。因此，近幾年，人們加強(qiáng)了對離心泵設(shè)計(jì)的研究，主要體現(xiàn)在造型設(shè)計(jì)上。

1UG簡介

UG研發(fā)起源于1969年，是基于C語言實(shí)現(xiàn)的，其可以為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和加工提供合理的數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段，針對用戶在對虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)上和工藝上所提出的要求，制定相應(yīng)的解決方案。UG具有強(qiáng)大的功能，對其進(jìn)行應(yīng)用可以輕松實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜實(shí)體造型的構(gòu)建，目前在三維模具設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用，并且從實(shí)際應(yīng)用結(jié)果來看，也取得了不錯(cuò)的成績。

在設(shè)計(jì)三維模具過程中利用UG，可以通過過程中對產(chǎn)品進(jìn)行革新，從而使專業(yè)人員推動革新，為企業(yè)創(chuàng)造出更大的利潤。

2葉輪流體域幾何造型設(shè)計(jì)

2.1葉輪回轉(zhuǎn)體

繪制葉輪軸流面的平面圖，將該草圖作為橫截面，通過指定的命令使平面旋轉(zhuǎn)180°，從而完成對葉輪前、后蓋板面回轉(zhuǎn)體的構(gòu)建，如圖1所示。

2.2頁面軸面接線圖的創(chuàng)建

在設(shè)計(jì)過程中，利用UG軟件讀取型值點(diǎn)數(shù)據(jù)，可以通過以下兩種方法完成：

①數(shù)據(jù)點(diǎn)的輸入通過宏命令完成，對型值點(diǎn)數(shù)據(jù)編輯在電子表格內(nèi)完成，并且在具體方式上應(yīng)當(dāng)采取批量方式開展。②在草圖平面通過插入點(diǎn)的方式進(jìn)行，在“點(diǎn)”命令的基礎(chǔ)下，選取柱面副，然后將點(diǎn)角度和半徑數(shù)據(jù)輸入。

對以上兩種方法進(jìn)行對比，不難發(fā)現(xiàn)第二種方法在流程上要比第一種方法更加簡便，但是在具體操作上則會更加繁瑣，每插入一個(gè)點(diǎn)，都需要選取相應(yīng)的命令設(shè)置，并且設(shè)計(jì)過程中，如果型值點(diǎn)過多，坐標(biāo)點(diǎn)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。第一種方法與第二種方法相比，設(shè)計(jì)工作得到了簡化，減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，并且便于修改數(shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對模型中參數(shù)化的合理設(shè)計(jì)，可以通過批量處理的方式對每個(gè)軸截面上的型值點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，但是如果需要處理不同軸界面上的數(shù)值點(diǎn)，則需要對宏命令進(jìn)行重新錄制，并且同一軸截面上型值點(diǎn)數(shù)據(jù)要等角變化，如果數(shù)據(jù)變化為非等角，在處理上需要在模型中進(jìn)行單獨(dú)插入。

2.3葉片實(shí)體繪制

利用“投影”命令，將背面和工作面前、后流線的數(shù)據(jù)點(diǎn)分布在圖1中進(jìn)行投影。在命令的選取上應(yīng)當(dāng)選擇“藝術(shù)樣條”，在處理過程中對背面和葉片面的樣條曲線上，然后利用“長度”命令延長樣條曲線。

通過“延伸”命令都頁面的背面和工作面的尾端進(jìn)行延伸，然后在“通過曲線組”的具體命令，分別生成葉片前、后蓋板，在選取“直紋面”命令，生產(chǎn)剩余曲面，最后在“縫合”命令指導(dǎo)下，縫合葉片實(shí)體。

在對離心泵三維實(shí)體造型進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，選取“修剪體”命令，對圖1曲面進(jìn)行處理，在具體處理過程中，修剪葉片實(shí)體，然后在利用“邊倒圓”命令將葉片前端的邊進(jìn)行倒圓處理，在完成修建之后。執(zhí)行“變換”命令，對生成的葉片實(shí)體進(jìn)行復(fù)制，完成對葉片實(shí)體陣列的創(chuàng)建。執(zhí)行“回轉(zhuǎn)”命令，葉輪軸流面將會沿著ZC軸面進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，然后執(zhí)行“求差”指令，最終生產(chǎn)葉輪流體域。

3 3D打印技術(shù)與模型技術(shù)的有機(jī)結(jié)合

精密鑄造中鑄件的精度由熔模決定，熔模生產(chǎn)則需要利用金屬模具成型。此時(shí)在處理上還需要通過不同焊接方式將部位合理的接在一起，金屬模具不僅成本高，而且加工周期長。而在生產(chǎn)過程中使用的熔模通常都由天然樹脂、蠟料等可塑性較強(qiáng)的材料制成，在具體生產(chǎn)過程中，可以直接作為3D打印材料使用，因此，在生產(chǎn)過程中，可以與3D打印技術(shù)相結(jié)合，在熔模一次成型中進(jìn)行應(yīng)用。

應(yīng)用3D打印時(shí)，將構(gòu)建的三維實(shí)體模型導(dǎo)入到STL文件中，然后再將STL文件導(dǎo)入到3D打印機(jī)中，在軟件中設(shè)置每一層的厚度，軟件在運(yùn)行過程中需要依據(jù)設(shè)置的厚度將簿片切成多層，控制軟件將切片描述發(fā)送給3D打印機(jī)，最后完成對模型的打印。

利用3D打印技術(shù)，依據(jù)構(gòu)建的模型，熔模生產(chǎn)能夠一次完成，整個(gè)生產(chǎn)過程中流程少、生產(chǎn)便捷，后續(xù)處理少，可以降低生產(chǎn)成本。

4結(jié)語

在離心泵實(shí)體三維實(shí)體設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用UG技術(shù)，使造型過程得到了簡化，在具體設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)了對離心泵模型參數(shù)的批量編輯和設(shè)計(jì)，從而為離心泵內(nèi)部流場的數(shù)控和數(shù)值模型打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。