叶轮产品类型与加工工艺方案
(David.liu)
客户：东方汽轮机厂
名称：叶轮
直径：150mm
加工难点：壁薄(0.8mm)，叶片较深(65mm)
客户：上海鼓风机厂
名称：鼓风机叶轮
直接：1045mm
材料：不锈钢
加工难点：直径较大，常规机床难以加工
客户：MAZAK 机床厂商
名称：三节叶轮
直径：250mm
加工难点：三个叶轮用同一个毛坯进行加工
客户：苏州昂拓科技
名称：分流叶轮
直径：350mm
加工难点：表面光洁度较高，常规工艺难以满
足加工要求
客户：南京机电液压研究所(609)
名称：分流叶轮
直径：250mm
加工难点：表面光洁度较高，叶边角过大
常规工艺难以满 足加工要求
客户：苏州大金中央空调
名称：中央空调转子
直径：1050mm
加工难点：不锈钢材质，体积大，较高转速测试
刀具损耗大
客户：青岛世纪东元高新机电有限公司
名称：空压机转子
直径：1050mm
加工难点：叶片过薄，过深，精度要求高，高转
速测试
NX 叶轮设计与加工工艺流程
1-1， 三坐标测量要求：
逆向工程（Reverse Engineering ）也称反求工程，是指用一定的测量手段
对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法，重构实物
的CAD 模型，从而实现产品设计与制造的过程。与传统的设计制造方法
不同，逆向工程是在没有设计图纸或图纸不完整，而有样品的情况下，利
用三维扫描测量仪，准确快速地测量样品表面数据或轮廓外形，加以点数
据处理、曲面创建、三维实体模型重构，然后通过CAM 系统进行数控编
程，直至利用CNC 加工机床或快速成型机来制造产品。
逆向工程技术为快速制造提供了很好的技术支持，它已经成为消化吸
收和二次开发的重要途径之一。逆向工程技术主要包括两方面内容：数字
化技术和曲面重构技术。数字化技术是利用三维扫描测量仪采集实物或模
型表面数据。曲面重建技术是根据测量所得到的几何表面的一系列点数
据，构造出型体曲线、曲面，最终重构三维模型。
在对直纹面叶轮进行造型的过程中，为了快速正确的测量叶片形状，
需要在叶片表面预先描出创建直纹面的曲线，数据按照直线进行测量，叶
轮进气边圆角需要用点的方式表现出来，这样可以保证进气边圆交的正确
性。
叶轮逆向测量的工艺要求:
首先要确定叶轮基本形状的曲面类型，然后采用 NX 软件来做逆向处
理，处理数据的流程遵循“点——曲线——曲面”的原则。为了使造型设计人员能
够准确，快速的对先有的点数据进行造型，这就对三坐标的测量提出了一定的要
求，首先叶轮的点数据要充分，要能够最实际化的体现出叶轮的形状，叶轮的最
大外型可以通过图纸的尺寸反映出来，但内外子午线的提取，叶轮长短叶片的形
状及高度等必须用点数据的格式表现出来，叶轮的进气边圆角也要用点数据的格
式表现出来。这样造型出来的形状才能够和实际的叶轮相吻合，满足工艺的需求，
叶轮的不同特征需要用不同的颜色进行区分，这样可以让造型设计
人员快速高效的对叶轮进行逆向设计。
1-2 ：叶轮逆向造型的技巧:
叶轮的点云数据中含有许多杂点，因此需把杂点过滤掉。并对点云数据进行
优化，删除不必要的数据点。适当降低点云的密度，可以加快计算机处理的速度。
1-2-1 特征线的提取
特征线的提取是整个曲面重构的关键。根据叶轮外形特点，划分出二次曲面
的区域，如：平面、圆柱面、等。并对叶轮点云进行分割，把这些二次曲面拟合
构造平面或圆柱面，或直接做出特征。平面可以用三点或两相交直线来确定，圆
柱面则以截面线和矢量来确定。对于自由曲面，需构造出曲面的特征线。先对叶
轮点云做出必要截面线，然后剔除截面点云的杂点进行必要的光顺，最后把截面
点云拟合成曲线，以便构造自由曲面。特征线的提取
1-2-2 ．用UG NX 软件构建曲面模型
在UG NX 软件中直接读取.dat 格式的文件，把在三坐标测量仪中得到的点数
据导入到UG NX 中，并且要保证坐标系的一致性。使用调入的点数据进行曲线
的创建，然后对创建的曲线进行分析，并对曲线进行光顺处理，或
