抽油机在长期运行中减速箱部件的故障率较高,双圆弧齿轮是抽油机减速箱的核心部件,常因部分齿面或齿体发生损伤断裂而失效,直接报废会造成资源的浪费。对失效的双圆弧轮齿进行再制造修复可以显著降低油田生产成本,提升经济效益。本文基于逆向工程技术对轮齿进行了参数测量,重构轮齿缺损区域的模型,完成了激光熔覆修复轮齿缺损区域的热力场数值分析,利用机器人离线编程工具对轮齿缺损区域熔覆加工路径进行仿真。具体的研究方法如下:对轮齿进行数据采集。分析接触式测量和非接触式测量特点,使用三维激光扫描仪对双圆弧齿轮表面完成了点云数据采集,对扫描获得的面片模型缺陷进行修复,获得准确的轮齿面片数据。基于曲面重构理论对轮齿的特征曲面进行拟合。提出一种基于逆向工程技术的双圆弧轮齿参数测量方法,完成了模数和螺旋角参数的精确测量。利用测量参数对双圆弧轮齿进行精确建模,对轮齿模型进行偏差分析。将精确数字模型和实际扫描模型进行布尔运算,得到符合要求的轮齿缺损区域实体模型。对轮齿缺损区域激光熔覆过程进行热力场数值分析。采用分层熔覆的方法对缺损区域进行修复。结果表明:单层熔覆过程中由于温度场分布不均造成熔覆结束位置应力集中,对比分析熔覆过程中不同预热温度以及熔覆路径对热力场影响结果,发现两侧同向路径下以及在300℃预热条件下可以有效减轻搭接处和结束位置的应力集中。对多层熔覆过程进行仿真,结果表明:相邻层间的重熔会改变应力集中的分布,冷却后残余应力主要分布在熔覆体与基体的交界处。通过机器人离线仿真平台完成了熔覆加工环境的搭建,对激光熔覆过程进行了路径规划,利用对加工过程的仿真验证路径的可行性。最终生成了机器人执行程序。