基于UG的整体叶轮五轴高速切削CAD/CAM+NC代码+DAT文件(4)
首先需要根据整体叶轮的技术图纸，进行一定的调研工作。在技术图纸中，主要包括的性能参数有:整体叶轮叶片中包覆曲面、吸力曲面、压力曲面的尺寸数据，整体叶轮轮毅的轮毅面的尺寸数据，整体叶轮旋转轴与轮毅盖的具体尺寸等。然后下面对整体叶轮的实体造型方法进行具体的研究。
整体叶轮的建模可以分为两部分:轮毅实体和叶片实体。其中建立整体叶轮轮毅实体的原理比较简单，通过在草图的模式下绘制轮毅实体的截面线串，然后利用旋转的命令对其截面线串进行相关参数的设置，从而建立整体叶轮的轮毅实体。
然而整体叶轮的叶片实体均为具有高要求连续性、光顺性的自由曲面，其截面线串都是造型比较复杂，难度比较高的自由曲线。目前大多数的造型思路是:先通过测量仪器对整体叶轮叶片曲面的形状进行测量，其次将得到的离散点列通过样条的方式创建截面线串，然后再采用通过沿曲线组扫掠的方法来对叶片曲面进行造型设计。可见，叶片实体模型的建立是整体叶轮模型建立的关键。通常，叶片实体的模型建立需要满足三个条件:
1.给定截面线串的离散点列;
2.叶片曲面光顺性的要求;
3.其他特殊设计的要求，比如前、后边缘处的圆心位置、圆弧半径等特殊要求。
3.2 整体叶轮轮毂的创建
对整体叶轮的轮毅进行建模比较简单，大致有两种方法:一种是直接利用建模工具栏中的命令对轮毅进行建模;另一种是先通过建模状态进行截面线串的绘制，然后再将其旋转生成轮毅实体。本文将采用后者，首先在建模的状态下绘制整体叶轮轮毅的截面线串。接着利用工具栏中的旋转命令对绘制的截面线串绕中心轴进行旋转，从而创建整体叶轮轮毅的回转体。
3.3 整体叶轮叶片的分析
建立整体叶轮叶片的实体模型是建立整体叶轮模型的关键，因此其技术设计要求也比较严格。根据整体叶轮的设计图纸提供的数据，可以建立叶片实体中五个截面线串的离散数据点坐标，以此来创建五个截面线串。本文通过对整体叶轮的叶片实体进行分析，提出了建模过程中所需要遵守的一般原则:
1.在能够保证叶片曲面造型精度的要求下，应该尽量降低截面线串的次数，尽量可以使用小于或等于四次的截面线串。
2.在每个截面线串的前、后边缘处曲率比较大的部位，其离散点的分布要尽量密集一些，反而在每个界面线串的中间曲率比较小的部位，即叶片曲线比较平稳的部位，要尽量给定稀松的均匀分布点。这样分布的考虑是使叶片曲面能够达到光顺胜的要求
3.在这五个截面线串中，内部有很多离散点，要尽可能使这些离散点在数目上和总体变化规律上保持同步，便于修改和管理。
4.使截面线串中离散点的曲率变化尽可能地保持均匀，达到叶片曲面光顺性的要求。
3.4 整体叶轮叶片的创建
整体叶轮叶片的创建是利用UG强大的曲面造型设计能力，经过论证比较，选取了比较简便的方法，即使用通过截面线串生成样条曲线，然后沿曲线组扫掠生成叶片实体的方式。根据已经给定的截面线串中的离散坐标点，在叶片实体建模中，通过给定的离散坐标点数据文本文件转化成UG中样条曲线能够准确识别的数据文件格式，即.dat文件。在UG中，需要为每个截面线串都创建一个.dat文件，用来读取和修改截面线串中的离散坐标点数据，同时能够保证叶片曲面的同步更新。本文的整体叶轮叶片的创建是通过已经给定五个截面线串离散坐标点的数据，因此需要分别创建五个不同的.dat数据文件。
在整体叶轮叶片曲面中，每条截面线串其实都是由四段各不相同的曲线相互连接而生成的，即凹面、凸面的光滑三次样条曲线以及前、后边缘处半径很小的圆弧。在截面线串的连接过程中，常常遇到很多问题，通过对曲线生成原理的相关研究，只需要满足在其拼接点保持一阶连续，而在其他点保持二阶连续的条件。然后再用工具栏中的通过曲线组将以上方法生成的截面线串沿曲线组进行扫掠，从而生成叶片实体。如果叶片实体的光顺性能达不到整体叶轮的设计要求，则需要对截面线串的离散数据点的坐标重新进行修改，接着重新生成截面线串，再根据修改后的截面线串来重新扫掠生成叶片实体。从以上的描述过程就可以清晰地发现这种方法的显著缺点在于修改截面线串的离散数据点工作量十分大，并且其原始数据大部分都是通过测量仪器对整体叶轮实物进行实际测量获得的，从而造成的误差也可能比较大。在整体叶轮的叶片实体建模过程中，需要通过不断地修改叶片实体中截面线串的离散点坐标，这种构造截面线串的方法在实际的叶片设计中十分不方便。