專利名稱：液力變矩器的研制方法
技術領域：
本發明涉及一種液力變矩器的研制方法。
背景技術：
液力變矩器作為車輛傳動系統的主要部件之一，對改善車輛的傳動性能，延長車輛的有效使用壽命，提高車輛的通過性、駕乘舒適性等方面具有重要的現實意義。液力變矩器作為一種流體傳動機械以其優異的性能被廣泛應用于中高檔轎車、城市公交客車、工程機械、石油鉆井機械、船舶上。液力變矩器傳統的研制方法周期長，尤其是作為液力變矩器的核心部件之一的葉輪，其研發以及制造是一項重大難題。現階段，液力變矩器的開發所采用的方法主要為以下兩種一是逆向工程仿制法， 即用電子測量設備采集物體表面的原始數據，再從采集的數據中分析物體的幾何特征，再利用軟件重建物體的三維模型；二是傳統的直接開模制造試驗再生產的方法。逆向工程仿制法由于受到測量設備精度的影響導致采集的數據失真，特別是葉柵數據的失真，并且難以去除測量時的噪音信號而導致做出的葉柵達不到設計要求。傳統的直接開模制造試驗再生產的方法，產品的研發周期長，且制造的葉輪若不符合設計要求，則需要重新計算并修正葉柵的數據，必須重新制造模具，但制造模具的費用高昂，這無疑增加了研發成本。
發明內容
本發明實施例提供了一種液力變矩器的研制方法，解決現有研制方法中存在的葉柵數據失真和測量時的噪音信號問題，以及液力變矩器研發周期長，研發成本高的問題。一種液力變矩器的研制方法，包括如下步驟1)通過一維理論計算，獲得葉柵的三維數據；2)根據葉柵的三維數據，進行葉形的參數化設計，建立葉輪的三維模型；3)對葉輪的三維模型進行有限元分析及流場分析，判斷葉輪是否符合要求；若是，進行步驟4)；若否，修正葉柵的三維數據，重建葉輪的三維模型，重新進行步驟3)；4)利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件；5)對葉輪樣件進行性能試驗；將葉輪樣件與設計原型校核；根據性能試驗的結果和校核的結果，判斷葉輪樣件是否符合要求；若是，進行步驟6)；若否，根據性能試驗的結果和校核的結果，對葉輪樣件進行有限元分析及流場分析，修正葉柵的三維數據，重建葉輪的三維模型，再返回步驟3)；6)加工模具，準備生產。具體的，葉柵的三維數據包括葉片的周向角。
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進行葉形的參數化設計具體為利用三維軟件設計對葉形進行參數化設計。修正葉柵的三維數據，重建葉輪的三維模型具體為通過微調數據的方法，修正葉柵的三維數據，重新進行葉形的參數化設計，重建葉輪的三維模型。利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件包括將三維模型的數據轉換為能被快速成型設備所識別的數據，并加載到快速成型設備上，通過連續制造，制得葉輪模型。連續制造具體為使用快速成型設備進行連續的分層制造，逐層疊加，制得葉輪模型。利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件包括將葉輪模型滲蠟處理，制得葉輪蠟模模型，再通過熔模鑄造，制得葉輪樣件。熔模鑄造具體為通過組合葉輪蠟模模型、金屬模型和型砂，加熱熔化葉輪蠟模模型，制得葉輪的型腔，再進行澆注，制得葉輪樣件。將葉輪樣件與設計原型校核具體為對葉輪樣件進行三維掃描，獲得點云數據，再與設計原型校核。加工模具具體為將鑄造模具進行關聯參數化設計，利用電火花加工的方法加工模具。從以上技術方案可以看出，本發明相對于逆向工程仿制法，具有以下優點一是不會出現葉柵數據失真的情況；二是不存在測量的噪音信號影響。而相對于傳統的直接開模制造試驗再生產的方法，本發明則具有研發周期短，研發成本低的優點。
圖1本發明實施例液力變矩器研制方法流程圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種液力變矩器的研制方法，用于快速研制液力變矩器。本發明實施例中應用了快速成型技術(RP，Rapid Prototyping)和三維激光掃描技術。RP技術是在九十年代發展起來的一項先進的制造技術，是為制造業企業新產品開發服務的一項關鍵性技術。RP技術是在現代CAD/CAM技術、激光技術、計算機數控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上集成發展起來的。它的基本原理就是"分層制造，逐層疊加“，類似于數學上的積分過程。RP技術對縮短新產品研發周期、降低研發成本、 促進企業產品創新、提高產品競爭力具有積極的推動作用。三維激光掃描技術是國際上近期發展的一項高新技術，其主要設備是三維激光掃描儀，其基于激光測距原理(包括脈沖激光和相位激光)，瞬時測得空間三維坐標值的測量儀器。利用三維激光掃描技術獲取的空間點云數據可快速建立結構復雜、不規則場景的三維可視化模型，既省時又省力，是現行的三維建模軟件所不可比擬的。以下實施例結合附圖對本發明進行詳細說明。本發明實施例液力變矩器的研制方法的基本流程可參考圖1，主要包括步驟A101、通過一維理論計算，獲得葉柵的三維數據。該三維數據包括葉片的周向角和傾角等，用于進行葉形的參數化設計。
A102、根據葉柵的三維數據，進行葉形的參數化設計，建立葉輪的三維模型。具體的，利用三維軟件進行葉形的參數化設計，三維軟件優選CAD/CAE/CAM —體化軟件，如CATIA軟件。建立的葉輪三維模型是非葉柵部件的三維模型。A103、對葉輪的三維模型進行有限元分析及流場分析。A104、判斷葉輪是否符合要求若是，進行步驟A105;若否，進行步驟A109，即通過微調數據的方法，修正葉柵的三維數據，重建葉輪的三維模型，再重新進行步驟A103。A105、利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件。快速成型方法采用了快速成型設備，需將上述三維模型的數據轉換為能被快速成型設備所識別的數據，并加載到快速成型設備上，通過連續制造，制得葉輪模型。連續制造即使用快速成型設備進行連續的分層制造，逐層疊加，從而制得葉輪模型。去除粘附在葉輪模型上的多余材料，并將葉輪模型滲蠟處理，并打磨光滑，制得葉輪蠟模模型。然后通過熔模鑄造，制得葉輪樣件。具體的，通過組合葉輪蠟模模型、金屬模型和型砂，加熱熔化葉輪蠟模模型，制得葉輪的型腔，再進行澆注，制得葉輪樣件。A106、對葉輪樣件進行性能試驗，并將葉輪樣件與設計原型校核。具體的，采用性能試驗臺對葉輪樣件進行性能試驗。為了葉輪樣件與設計原型校核所需要葉輪樣件的數據，需要對葉輪樣件進行三維掃描，獲得點云數據，再與設計原型校核。這里，三維掃描采用三維激光掃描技術獲取葉輪樣件的空間點云數據。A107、根據性能試驗的結果和校核的結果，判斷葉輪樣件是否符合要求。若是，進行步驟A108;若否，進行步驟A110，即根據性能試驗的結果和校核的結果，對葉輪樣件進行有限元分析及流場分析，再通過微調數據的方法，修正葉柵的三維數據，重建葉輪的三維模型， 再返回步驟A103。具體的，利用三維激光掃描獲得的空間點云數據，對葉輪樣件進行有限元分析及流場分析。A108、加工模具，準備生產。將鑄造模具進行關聯參數化設計，利用電火花加工的方法加工模具。具體的，可利用CATIA軟件進行鑄造模具關聯參數化設計，并利用CATIA的CNC模塊編制模具的加工代碼，再將模具加工代碼加載到五軸聯動加工中心上進行模具的數控加工。在加工中心上完成數控加工后，利用電火花機床進行電極清根，通過加工中心與電花火機床的配合使用實現快速模具加工，為產品的批量生產做好前期準備。以上對本發明所提供的一種液力變矩器的研制方法進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種液力變矩器的研制方法，其特征在于，包括如下步驟1)通過一維理論計算，獲得葉柵的三維數據；2)根據所述葉柵的三維數據，進行葉形的參數化設計，建立葉輪的三維模型；3)對所述葉輪的三維模型進行有限元分析及流場分析，判斷所述葉輪是否符合要求； 若是，進行步驟4)；若否，修正所述葉柵的三維數據，重建所述葉輪的三維模型，重新進行步驟3)；4)利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件；5)對所述葉輪樣件進行性能試驗； 將所述葉輪樣件與設計原型校核；根據所述性能試驗的結果和所述校核的結果，判斷所述葉輪樣件是否符合要求； 若是，進行步驟6)；若否，根據所述性能試驗的結果和所述校核的結果，對葉輪樣件進行有限元分析及流場分析，修正所述葉柵的三維數據，重建所述葉輪的三維模型，再返回步驟3)；6)加工模具，準備生產。
2.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述葉柵的三維數據包括葉片的周向角。
3.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述進行葉形的參數化設計具體為利用三維軟件設計對葉形進行參數化設計。
4.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述修正所述葉柵的三維數據，重建所述葉輪的三維模型具體為通過微調數據的方法，修正所述葉柵的三維數據，重新進行葉形的參數化設計，重建所述葉輪的三維模型。
5.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件包括將所述三維模型的數據轉換為能被快速成型設備所識別的數據，并加載到快速成型設備上，通過連續制造，制得葉輪模型。
6.根據權利要求5所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述連續制造具體為 使用快速成型設備進行連續的分層制造，逐層疊加，制得葉輪模型。
7.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述利用快速成型方法，制得葉輪模型，再通過鑄造，制得葉輪樣件包括將所述葉輪模型滲蠟處理，制得葉輪蠟模模型，再通過熔模鑄造，制得葉輪樣件。
8.根據權利要求7所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述熔模鑄造具體為 通過組合所述葉輪蠟模模型、金屬模型和型砂，加熱熔化所述葉輪蠟模模型，制得葉輪的型腔，再進行澆注，制得葉輪樣件。
9.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述將所述葉輪樣件與設計原型校核具體為對所述葉輪樣件進行三維掃描，獲得點云數據，再與設計原型校核。
10.根據權利要求1所述的液力變矩器的研制方法，其特征在于，所述加工模具具體為將鑄造模具進行關聯參數化設計，利用電火花加工的方法加工模具。
全文摘要
本發明實施例公開了一種液力變矩器研制方法，用于快速設計制造液力變矩器。本發明實施例首先進行一維理論計算，獲得葉柵的三維數據；再進行葉形的參數化設計，建立葉輪的三維模型；再對所述葉輪的三維模型進行有限元分析及流場分析，判斷所述葉輪是否符合要求；再利用快速成型方法，制得葉輪模型，通過鑄造，制得葉輪樣件；然后進行性能試驗和校核，判斷所述葉輪樣件是否符合要求；葉輪的三維模型符合要求后，加工模具，準備生產。本發明方法不存在逆向工程仿制方法存在的葉柵數據失真和噪音信號問題，且與傳統的直接開模制造試驗再生產的方法相比，本發明縮短了產品的研制周期，降低了研制的成本。
文檔編號F16H41/00GK102305280SQ201110253269
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者席海霞, 康玉賓, 張慶武, 李國強, 賈俊禮, 趙衛國, 趙如愿, 陳吉祥, 雷福斗, 馬英華 申請人:山推工程機械股份有限公司