離心泵葉輪三維CAD系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、離心泵是用量最大的泵,作為泵關(guān)鍵部件的葉輪,其葉片的制造技術(shù)和制造質(zhì)量直接影響到泵水力性能、汽蝕性能及運(yùn)行穩(wěn)定性.采用傳統(tǒng)方法制造泵葉輪葉片模具,不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且制造精度差.而目前的水泵設(shè)計(jì),不論是手工方法還是計(jì)算機(jī)方法,還一直沿用著二維工程圖來表示三維物體的做法.用這種方法生成的模型幾何數(shù)據(jù)不能直接用于計(jì)算機(jī)數(shù)控加工(CNC),有限元分析、流動分析、性能試驗(yàn)和模具設(shè)計(jì)等.很顯然,用2D工程圖描述3D產(chǎn)品模型的做法,已不能滿足現(xiàn)代CA

2、D與CAM的需要.隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)在中國泵行業(yè)中的應(yīng)用已從CAD日益向CAM以及CAD/CAM的集成領(lǐng)域擴(kuò)展.將CAD/CAM用于葉輪葉片模具,無疑是泵制造技術(shù)進(jìn)步中的重要一步.針對上述中國泵CAD的研究狀況和發(fā)展趨勢,該文建立了Windows環(huán)境下開放式、可擴(kuò)充的新的能完成低、中和高比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪三維CAD系統(tǒng).該系統(tǒng)運(yùn)用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言Visual C++,選擇當(dāng)今世界上最流行的三維設(shè)計(jì)軟件Pro/Engi

3、neer為支撐軟件,根據(jù)離心泵水力設(shè)計(jì)原則,完成離心泵葉輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和圖形的繪制,并生成Pro/E接口文件,然后在Pro/E中實(shí)現(xiàn)離心泵葉輪空間扭曲葉片的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì),并完成整個(gè)泵的結(jié)構(gòu)裝配和機(jī)構(gòu)仿真.從而摒棄了傳統(tǒng)生成葉輪二維木模圖的方法,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,CAD/CAM一體化.主要研究工作和成果有:(1)根據(jù)離心泵水力設(shè)計(jì)原理,以一元流動理論為基礎(chǔ),運(yùn)用人們在長期實(shí)踐中總結(jié)的一套水力參數(shù)計(jì)算方法,將傳統(tǒng)的水泵葉輪制圖過程進(jìn)行數(shù)學(xué)分析

4、,使之解析化和算法化,并采用了一些新的數(shù)值計(jì)算方法,使上述算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)方法統(tǒng)一于程序設(shè)計(jì)之中,最后用計(jì)算機(jī)來完成水泵葉輪的計(jì)算和繪圖工作,從而提高設(shè)計(jì)精度和效率.(2)采用了面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具Visual C++進(jìn)行離心泵的水力設(shè)計(jì),完成了從離心泵基本尺寸的輸入、計(jì)算到葉輪軸面圖生成這一整套的參數(shù)化CAD過程.(3)采用了模塊化、參數(shù)化和功能開放式的設(shè)計(jì)思想,為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了直觀、簡潔和標(biāo)準(zhǔn)的Windows人機(jī)對話界面,更大程度