离心泵叶轮的三维cad系统设计及仿真

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1、机械设计与制造第1期50MachineryDesign＆Manufacture2009年1月文章编号：1001-3997（2009）01-0050-03离心泵叶轮的三维CAD系统设计及仿真王新华马永超吴婷（北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100022）Designandemulationof3-DCADsystemoncentrifugalpumpimpellerWANGXin-hua，MAYong-chao，WUTing（CollegeofMechanicalEngineering&AppliedElectro

2、nicstechnology，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100022，China）【摘要】针对我国离心泵CAD的研究和发展趋势，建立了基于Windows环境下的开放式、可扩充的低、中、高比转速离心泵叶轮三维CAD设计系统。根据离心泵水力设计原则，完成了泵参数设计模块、叶轮参数设计模块、叶片绘型模块及接口输出模块的设计，开发了一套参数化CAD设计系统，实现了离心泵叶轮空间扭曲叶片的三

3、维实体造型设计及仿真。关键词：叶轮；CAD；系统设计；仿真【Abstract】TowardthetrendsinresearchanddevelopmentofCADsystemincentrifugalpump，anopen-ended3-DCADsystemofcentrifugalimpellerisestablishedaboutlow，mediumandhighspecificspeedbasedonWindowsenvironment.Accordingtothehydraulicdesig

4、nprincipleofcentrifugalpump，thedesignmodulesofpumpparameter，impellerparameter，bladeplottingaswellasinterfaceparametersout－puttingarefinished，andasetofparameterizedCADdesignsystemisdeveloped.Thusthe3-Dsolidmassdesignandemulationofspatialwarpingbladeincentrif

5、ugalimpelleriscarriedout.Keywords：Impeller；CAD；Systemdesign；Emulation中图分类号：TH311，TH391.9文献标识码：A离心泵是一种应用广泛的工业泵，作为离心泵的关键部件叶蚀性能及运行稳定性[1，2]。采用传统方法制造离心泵的叶轮叶片模轮，其叶片的制造技术和制造质量直接影响到泵的水力性能、汽具，不仅费时费力，且制造精度低。随着现代制造技术的飞速发＊来稿日期：2008-03-18＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

6、＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊3软件实现修正值δv为（0.001～0.003）范围内得到加工轨迹平滑性最好。这种改进的基于等残留高度的刀具轨迹算法保证了在等残留高度的前提出的算法由VC++6.0的编程仿真进行了验证。运行结果，提下，使得加工行距最大，并保证加工轨迹线尽可能平滑，避免了由如图4所示。于自由曲面局部形态变动较大而使得加工轨迹出现突变的情况。（a）（b）图4加工曲面和使用传统等残留高度法加工的刀具轨迹（a）（b）图4（a）显示的是要加工的曲面。图4（b）显示的

7、是使用传统图5改进的等残留高度法加工的刀具轨迹的等残留高度法加工的刀具轨迹。右半部分显示的轨迹线不够理参考文献想，出现了拐点。所以引进参量。图5（a）显示的是当δv=0.05时的1朱心雄.自由曲线曲面造型技术［M］.北京：科学出版社，2000刀具轨迹，图5（b）显示的是当δv=0.001时的刀具轨迹。从加工的2任秉银，唐余勇.数控加工中的几何建模理论及其应用［M］.哈尔滨：哈尔方便程度来讲，δv=0.001时的刀具轨迹更好。滨工业大学出版社，20003陈涛，钟毅芳，周济.自由曲面5轴数控加工刀位轨迹的生成算法［J］.机械4结

8、论工程学报，2001，37（12）在刀位点的计算中，铣刀刀轴旋转的两个角度α和β实际上4霍颖杨茂奎.用改进的等残留高度法生成五轴NC加工刀位轨迹［J］.制造包含了采用五轴数控机床时的情况。实验证明，参数行距方向摆动技术与机床，2005（3）第1期王新华等：离心泵叶轮的三维CAD系统设计及仿