離心泵三維實體的造型設計

劉曉潔+陳自兵

摘要：離心泵在現代工業中有著廣泛的應用，其應用技術已經十分成熟，但是在對其的設計上還存在許多問題有待解決。基于此，本文在UG基礎上對離心泵三維實體造型設計進行了重點分析，希望文中內容對相關工作人員能夠有所幫助。

關鍵詞：離心泵；GU技術；造型設計

離心泵具有流量均勻、性能廣泛、運轉可靠等優點，因此在現代農業和工業中都得到了廣泛應用。因此，近幾年，人們加強了對離心泵設計的研究，主要體現在造型設計上。

1UG簡介

UG研發起源于1969年，是基于C語言實現的，其可以為用戶的產品設計和加工提供合理的數字化造型和驗證手段，針對用戶在對虛擬產品設計上和工藝上所提出的要求，制定相應的解決方案。UG具有強大的功能，對其進行應用可以輕松實現對復雜實體造型的構建，目前在三維模具設計中得到廣泛的應用，并且從實際應用結果來看，也取得了不錯的成績。

在設計三維模具過程中利用UG，可以通過過程中對產品進行革新，從而使專業人員推動革新，為企業創造出更大的利潤。

2葉輪流體域幾何造型設計

2.1葉輪回轉體

繪制葉輪軸流面的平面圖，將該草圖作為橫截面，通過指定的命令使平面旋轉180°，從而完成對葉輪前、后蓋板面回轉體的構建，如圖1所示。

2.2頁面軸面接線圖的創建

在設計過程中，利用UG軟件讀取型值點數據，可以通過以下兩種方法完成：

①數據點的輸入通過宏命令完成，對型值點數據編輯在電子表格內完成，并且在具體方式上應當采取批量方式開展。②在草圖平面通過插入點的方式進行，在“點”命令的基礎下，選取柱面副，然后將點角度和半徑數據輸入。

對以上兩種方法進行對比，不難發現第二種方法在流程上要比第一種方法更加簡便，但是在具體操作上則會更加繁瑣，每插入一個點，都需要選取相應的命令設置，并且設計過程中，如果型值點過多，坐標點容易出現錯誤。第一種方法與第二種方法相比，設計工作得到了簡化，減少了設計時間，并且便于修改數據點，實現了對模型中參數化的合理設計，可以通過批量處理的方式對每個軸截面上的型值點數據進行處理，但是如果需要處理不同軸界面上的數值點，則需要對宏命令進行重新錄制，并且同一軸截面上型值點數據要等角變化，如果數據變化為非等角，在處理上需要在模型中進行單獨插入。

2.3葉片實體繪制

利用“投影”命令，將背面和工作面前、后流線的數據點分布在圖1中進行投影。在命令的選取上應當選擇“藝術樣條”，在處理過程中對背面和葉片面的樣條曲線上，然后利用“長度”命令延長樣條曲線。

通過“延伸”命令都頁面的背面和工作面的尾端進行延伸，然后在“通過曲線組”的具體命令，分別生成葉片前、后蓋板，在選取“直紋面”命令，生產剩余曲面，最后在“縫合”命令指導下，縫合葉片實體。

在對離心泵三維實體造型進行設計過程中，選取“修剪體”命令，對圖1曲面進行處理，在具體處理過程中，修剪葉片實體，然后在利用“邊倒圓”命令將葉片前端的邊進行倒圓處理，在完成修建之后。執行“變換”命令，對生成的葉片實體進行復制，完成對葉片實體陣列的創建。執行“回轉”命令，葉輪軸流面將會沿著ZC軸面進行360°旋轉，然后執行“求差”指令，最終生產葉輪流體域。

3 3D打印技術與模型技術的有機結合

精密鑄造中鑄件的精度由熔模決定，熔模生產則需要利用金屬模具成型。此時在處理上還需要通過不同焊接方式將部位合理的接在一起，金屬模具不僅成本高，而且加工周期長。而在生產過程中使用的熔模通常都由天然樹脂、蠟料等可塑性較強的材料制成，在具體生產過程中，可以直接作為3D打印材料使用，因此，在生產過程中，可以與3D打印技術相結合，在熔模一次成型中進行應用。

應用3D打印時，將構建的三維實體模型導入到STL文件中，然后再將STL文件導入到3D打印機中，在軟件中設置每一層的厚度，軟件在運行過程中需要依據設置的厚度將簿片切成多層，控制軟件將切片描述發送給3D打印機，最后完成對模型的打印。

利用3D打印技術，依據構建的模型，熔模生產能夠一次完成，整個生產過程中流程少、生產便捷，后續處理少，可以降低生產成本。

4結語

在離心泵實體三維實體設計過程中應用UG技術，使造型過程得到了簡化，在具體設計過程中實現了對離心泵模型參數的批量編輯和設計，從而為離心泵內部流場的數控和數值模型打下了堅實的基礎。