Imageware与Design X叶片逆向建模方法对比

摘要：通过对液压变矩器泵轮叶片的建模，分析了Imageware与Design X软件在逆向建模方面的优劣。在提高叶片建模速度与模型质量之间寻求最佳契合点，最终设计出满足企业要求的叶片，也为其他同类产品的逆向建模提供新思路。

关键词：逆向建模;叶片;Imageware;Design X

中图分类号：TN249

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0103 - 01

1 引言

液力变矩器作为工程机械中重要的传动装置，其泵轮、涡轮和导轮的叶片形状与质量影响传动的平稳性。叶轮上均匀分布的叶片几何形状不规则，其工作轮廓面为不可展的空间曲面。曲面的形状关系到产品的性能，但因其数学模型复杂，难以用解析式表达[1]。由于三维软件尤其专业逆向软件的普及，很多大企业开始由生产工艺落后的人工造型改为软件三维建模，技术人员水平参差不齐，所用软件比较杂乱，导致技术人员无从下手，严重制约企业发展。

本文通过对比Imageware与Design X两种专业逆向软件在泵轮叶片逆向建模中的表现，分析其曲面建模的优缺点，力图探索出适合企业生产实际的叶片逆向建模新思路。

2 两种逆向工程软件

逆向工程也称反求工程[2]，其思路一般是先确定对标产品，然后利用激光扫描仪或三坐标测量机扫描获得点云数据，建模者在对现有产品形状特点分解分析的基础上，判断原作者的设计意图，借助点云实现对模型的再设计再创新。

作为著名的逆向工程软件，Imageware广泛应用于汽车、航空航天、家电等需要复杂曲面设计的领域，作为UGNX软件中逆向模块具有强大的点云处理能力及高质量的曲面造型能力。优点是构建的曲面光顺质量好，但构造一般要遵循点线面的思路，前后关联，逻辑性较强，建模难度较大。

Geomagic Design X前身是Rapd Form软件[3]，逆向功能强大，操作方便，便于工程技术人员掌握，接口丰富，可将将数据导出到SolidWorks、Si-emens NX、Autodesk Inventor和PTC Creo等软件中。

3 泵轮叶片建模

3.1 点云的处理。点云处理建议选用Gomagic studio软件，其思路一般是曲率采样（控制点云数量）、修剪点云、排除非连接点及体外孤点、减少噪音;然后封装为面片，一般采取删除钉状物、简化面片数量、减少噪音、填充孑L等操作;最后输出成stl文件。

3.2 单叶片的两种软件建模。将stl文件分别导人Imageware与De-sign X软件。第一步：点云对齐。两种软件对齐思路基本一致，将封装面片的坐标系与软件的世界坐标系重合。第二步：构建曲面。Imageware曲面构建遵循“点线面”的顺序，将点云切割构线，曲线评估后构建曲面。构建曲面的命令主要有：放样、双向放样、边界面、扫掠曲面等。De-sign X曲面构建顺序则一般采用领域划分，面片拟合出大面，处理细节。构建曲面命令有：放样、扫略、面片拟合、境界拟合等。

叶片背弧曲面构建，Imageware所建曲面见图3所示，Design X所建叶片曲面见图4。所建叶片曲面外观复合精度要求，两软件均可实时与点云进行对比测量。其中Imageware所建葉片曲面质量更流畅，而DesignX建模速度更快。最终的泵轮模型如图3、图4所示，经过小批试生产，二者均满足性能要求。

4 结论

两种专业逆向软件ImagfⅢare与Design X在叶片等复杂曲面逆向建模中各有优缺点，企业可根据自身实际情况选择合理的叶片建模软件。

参考文献：

[1]冯桢，边明杰.基于Imageware的叶片逆向建模与优化设计[J].机械工程师，2013 （4）：82 -83.

[2]单岩，李兆飞等.Imageware逆向造型基础教程[M].北京：清华大学出版社，2013.

[3]杨晓雪，闫学文.Ceomagic Design X三维建模案例教程[M].北京：机械工业出版社.2016.