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1風扇葉片表面數(shù)據(jù)采集

本論文所研究的風扇葉片外形復雜，主要由若干自由曲面組成，采用傳統(tǒng)的測繪方法難以精確測量。最終采用上海塑造機電科技有限公司所生產(chǎn)的3DSS-STD-I（I標準型）三維掃描儀，精確、高效地完成了風扇葉片表面的數(shù)據(jù)采集。為防止環(huán)境光源對設備采集數(shù)據(jù)的干擾，必須保證環(huán)境光線不能太亮。調(diào)整并開啟三維掃描儀后，采用5步標定法校準設備。掃描前，在風扇葉片表面噴涂白色的顯像劑，如有必要，可以在需要的地方貼上參考點。采用多視掃描方法，并利用掃描軟件的自動拼接功能將相鄰兩個掃描視角的公共區(qū)域拼接起來以獲得風扇葉片外形的點云數(shù)據(jù)，由于該風扇葉片具有對稱性，掃描時選擇其中一片扇葉進行完整的掃描和數(shù)據(jù)處理，掃描完成后得到的模型點云。

2數(shù)據(jù)處理與模型重建

運用Geomagic軟件處理掃描儀測得的風扇葉片表面的點云數(shù)據(jù)，將點云數(shù)據(jù)轉變?yōu)榍婺Ｐ?。在掃描儀采集數(shù)據(jù)時，由于測量方法、誤差處理方式及周圍環(huán)境等因素的影響，采集到的點云數(shù)據(jù)不可避免地會受到噪音的干擾，所以，在反求模型之前必須對數(shù)據(jù)進行編輯處理。刪除不需要的點數(shù)據(jù)，過濾噪聲。對于采點盲區(qū)，可采用填充命令進行修補。對原始點云進行去噪平滑處理，這樣修補后的模型整體光順性可得到進一步提高。

3風扇葉片注塑模具設計

在逆向工程的基礎上，在UG注塑模具設計（MoldWizard）模塊中，對該風扇葉片進行了注塑模設計。模具設計的基本流程如下：導入制件三維實體模型；對設計項目進行初始化，加載實體模型，確定材料及收縮率；分析實體模型出模斜度及分型情況；確定模具的分型面、型腔布局、推桿、澆口和冷卻系統(tǒng)等；修補開方面，定義分型面；生成型芯、型腔等工作部件；加入標準模架、推桿、滑塊等部件；設計澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)；完善設計圖紙等。根據(jù)該塑件外觀質(zhì)量及尺寸精度要求，選用模具為一模一腔單分型面模具。結合分型面的選擇原則，選取單分型面垂直分型。避免了頂桿端部與葉片的接觸，保證產(chǎn)品外觀的完整性。型芯、型腔由系統(tǒng)自動生成。

4結論

本文以逆向工程技術為基礎，采用三維掃描儀，對風扇葉片進行了表面數(shù)據(jù)采集，用Geomagic軟件對測量的點云數(shù)據(jù)進行處理，精確、快速的重構該產(chǎn)品的曲面模型，再用UG軟件進行曲面的擬合和修改，最終得到高精度的三維實體模型。最后，在UG注塑模具設計（MoldWizard）模塊中，對該產(chǎn)品進行了注塑模設計。逆向工程技術是全新的制造技術信息化、科學化的系統(tǒng)工程，為模具設計與制造開辟了新途徑?，F(xiàn)代幾何信息數(shù)字化獲取技術和以UG為代表的三維造型技術，為逆向工程提供了強有力的模型設計工具。逆向工程作為一項新技術在產(chǎn)品設計開發(fā)和制造方面，能大大地縮短設計制造周期。實踐證明，將逆向工程技術應用到注塑模具設計中，可以在沒有產(chǎn)品圖紙的情況下，進行模型的模具數(shù)字化設計，大大提高了模具精度，縮短了開發(fā)周期，快速響應市場，提高企業(yè)競爭力。在消化、吸收先進技術的基礎上，可以加快我國自主開發(fā)創(chuàng)新的步伐。

作者:李東鋒彭浩舸張利君單位:湖南工程學院機械工程學院