基于逆向工程的风机叶片数控加工

　　（3）数据精简：由于风机叶片曲面复杂，要想获得比较精准的数据，在测量过程中就要求把测量的步长设置非常短。但是这样会导致获得的点云数据巨大，生成风机叶片CAD 模型时需要花大量时间。因此，需要对点云数据进行合适的精简，原则是：对于曲率变化较大的地方，测量点要多保留；曲率变化小的地方测量点少留点。

　　（4）数据精简：根据图3.1 的叶片数据处理流程，数据得到了很大的精简，去掉了大量的冗余点，为后续的曲面重构提供方便。

4、 叶片的自由曲面重构

　　曲面重构技术是逆向工程的核心之一，关于这方面国内外做了大量研究，提出了很多种方法，本文采用的自由曲面生成算法是非均匀有理B 样条。对点云数据进行处理精简后，截面上的点仍然很多，而且都很不均匀。所以必须要进行测量的数据进行二次采样。采样的方法：利用截面上的点云数据进行误差控制下的最小二乘非均匀B 样条曲线拟合，然后再在拟合曲线的基础上进行二次采样，得到曲面重构所需数据的方法。

　　在计算机辅助几何设计中比较常用的方法是采用最小二乘逼近，进行曲线拟合时，顶点数目的控制和误差的选取对曲线的精度影响较大，控制顶点的数目选取的越多，曲线误差越小，但是这样曲线的光滑性比较差。所以在进行曲线拟合过程中，应该根据原始点云数据质量以及曲线变化趋势，将数据分为若干段进行拟合、采样。最后在进行整体拟合，采样得到曲面重构的数据。

5 、风机叶片数控加工

　　目前数控加工主要应用有以下两个方面：第一为了提高加工效率，避免人为因素影响的误差，保证质量，加工常规的零件，如二维车削、箱体类零件的铣削等。第二用于加工形状比较复杂，精度要求较高，用普通机床很难加工完成的零件。这类零件数控机床通过使用数字化信息，与计算机辅助设计、制造系统连接，采用自动编程，完成加工。本文研究对象风机叶片曲面比较复杂，形状长而薄，从工艺的角度来看，叶片用普通的机械加工比较困难，为了可以精确加工出形状复杂的叶片，故采用合适的加工算法，在UG 中生成数控代码。

　　采用逆向工程，通过前面的点云处理、曲面重构技术，风机叶片曲面复杂，需要利用四轴联动或五轴联动的数控机床加工，分别进行粗加工、精加工。粗加工时选择圆柱形平底立铣刀，刀具半径应该小于叶片最小曲率半径，这样才能保证轮廓的尺寸精度。粗加工刀具路径一般选择单向切削，刀具在一条轨迹加工完成后抬刀到安全位置，然后在快速运动到下一个起刀点下刀。根据风机叶片的材料来选择刀具进给速度，一般叶片材料为铝合金，允许刀具切削速度在180-300mm/min 之间，精加工时刀具进给速度取240mm/min，粗加工时取160mm/min。

　　随着计算机及测量技术的不断发展，利用CAD/CAM 技术实现了产品的逆向工程，已经成为一个研究热点。尤其是对曲面比较复杂的零件加工提供了新的加工方法，具有很大的现实意义和研究价值，但是目前国内的基础设备还不够完善，如实物模型测量设备、数控制造设备等。另外对技术人员的素质还有待提高，专业技术人员应该掌握新的制造技术、先进的设计方法及其新的加工工艺方法等。