Imageware與Design X葉片逆向建模方法對(duì)比

摘要：通過(guò)對(duì)液壓變矩器泵輪葉片的建模，分析了Imageware與Design X軟件在逆向建模方面的優(yōu)劣。在提高葉片建模速度與模型質(zhì)量之間尋求最佳契合點(diǎn)，最終設(shè)計(jì)出滿足企業(yè)要求的葉片，也為其他同類(lèi)產(chǎn)品的逆向建模提供新思路。

關(guān)鍵詞：逆向建模;葉片;Imageware;Design X

中圖分類(lèi)號(hào)：TN249

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（2018）12 - 0103 - 01

1 引言

液力變矩器作為工程機(jī)械中重要的傳動(dòng)裝置，其泵輪、渦輪和導(dǎo)輪的葉片形狀與質(zhì)量影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性。葉輪上均勻分布的葉片幾何形狀不規(guī)則，其工作輪廓面為不可展的空間曲面。曲面的形狀關(guān)系到產(chǎn)品的性能，但因其數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，難以用解析式表達(dá)[1]。由于三維軟件尤其專(zhuān)業(yè)逆向軟件的普及，很多大企業(yè)開(kāi)始由生產(chǎn)工藝落后的人工造型改為軟件三維建模，技術(shù)人員水平參差不齊，所用軟件比較雜亂，導(dǎo)致技術(shù)人員無(wú)從下手，嚴(yán)重制約企業(yè)發(fā)展。

本文通過(guò)對(duì)比Imageware與Design X兩種專(zhuān)業(yè)逆向軟件在泵輪葉片逆向建模中的表現(xiàn)，分析其曲面建模的優(yōu)缺點(diǎn)，力圖探索出適合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的葉片逆向建模新思路。

2 兩種逆向工程軟件

逆向工程也稱(chēng)反求工程[2]，其思路一般是先確定對(duì)標(biāo)產(chǎn)品，然后利用激光掃描儀或三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)掃描獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建模者在對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品形狀特點(diǎn)分解分析的基礎(chǔ)上，判斷原作者的設(shè)計(jì)意圖，借助點(diǎn)云實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的再設(shè)計(jì)再創(chuàng)新。

作為著名的逆向工程軟件，Imageware廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空航天、家電等需要復(fù)雜曲面設(shè)計(jì)的領(lǐng)域，作為UGNX軟件中逆向模塊具有強(qiáng)大的點(diǎn)云處理能力及高質(zhì)量的曲面造型能力。優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)建的曲面光順質(zhì)量好，但構(gòu)造一般要遵循點(diǎn)線面的思路，前后關(guān)聯(lián)，邏輯性較強(qiáng)，建模難度較大。

Geomagic Design X前身是Rapd Form軟件[3]，逆向功能強(qiáng)大，操作方便，便于工程技術(shù)人員掌握，接口豐富，可將將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到SolidWorks、Si-emens NX、Autodesk Inventor和PTC Creo等軟件中。

3 泵輪葉片建模

3.1 點(diǎn)云的處理。點(diǎn)云處理建議選用Gomagic studio軟件，其思路一般是曲率采樣（控制點(diǎn)云數(shù)量）、修剪點(diǎn)云、排除非連接點(diǎn)及體外孤點(diǎn)、減少噪音;然后封裝為面片，一般采取刪除釘狀物、簡(jiǎn)化面片數(shù)量、減少噪音、填充孑L等操作;最后輸出成stl文件。

3.2 單葉片的兩種軟件建模。將stl文件分別導(dǎo)人Imageware與De-sign X軟件。第一步：點(diǎn)云對(duì)齊。兩種軟件對(duì)齊思路基本一致，將封裝面片的坐標(biāo)系與軟件的世界坐標(biāo)系重合。第二步：構(gòu)建曲面。Imageware曲面構(gòu)建遵循“點(diǎn)線面”的順序，將點(diǎn)云切割構(gòu)線，曲線評(píng)估后構(gòu)建曲面。構(gòu)建曲面的命令主要有：放樣、雙向放樣、邊界面、掃掠曲面等。De-sign X曲面構(gòu)建順序則一般采用領(lǐng)域劃分，面片擬合出大面，處理細(xì)節(jié)。構(gòu)建曲面命令有：放樣、掃略、面片擬合、境界擬合等。

葉片背弧曲面構(gòu)建，Imageware所建曲面見(jiàn)圖3所示，Design X所建葉片曲面見(jiàn)圖4。所建葉片曲面外觀復(fù)合精度要求，兩軟件均可實(shí)時(shí)與點(diǎn)云進(jìn)行對(duì)比測(cè)量。其中Imageware所建葉片曲面質(zhì)量更流暢，而DesignX建模速度更快。最終的泵輪模型如圖3、圖4所示，經(jīng)過(guò)小批試生產(chǎn)，二者均滿足性能要求。

4 結(jié)論

兩種專(zhuān)業(yè)逆向軟件ImagfⅢare與Design X在葉片等復(fù)雜曲面逆向建模中各有優(yōu)缺點(diǎn)，企業(yè)可根據(jù)自身實(shí)際情況選擇合理的葉片建模軟件。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮楨，邊明杰.基于Imageware的葉片逆向建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師，2013 （4）：82 -83.

[2]單巖，李兆飛等.Imageware逆向造型基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013.

[3]楊曉雪，閆學(xué)文.Ceomagic Design X三維建模案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2016.