[發(fā)明專利]渦輪空心葉片榫頭加工定位夾緊方法和夾具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810232442.3
• 申請日: 2008-11-27
• 公開（公告）號: CN101417396A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅雪松;姜歌東;陶濤;王恪典;王文君;楊帆;劉志會;王煜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: B23Q3/06
• 分類號: B23Q3/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱海臨

1.一種渦輪空心葉片榫頭加工定位夾緊方法，其特征在于，包括葉片型面定位點的選擇和根據(jù)所選定位點進行葉片型面定位夾緊及葉片榫頭頂端和葉片安裝板的輔助夾緊；其中，葉片型面定位點的選擇：首先在葉片安裝板葉片上面一側(cè)選擇一個第五定位點作為基準(zhǔn)點，然后利用給定的葉片型面設(shè)計數(shù)據(jù)，建立葉片定位點的精度約束數(shù)學(xué)模型；得到選取定位點的點集空間，然后確定基于位置精度最好的定位點選擇優(yōu)化準(zhǔn)則；再根據(jù)定位點的形封閉要求確定優(yōu)化約束條件；最后優(yōu)化選取并確定葉片型面的五個定位點：上面的第一至第四定位點和下面的第六定位點；根據(jù)所確定的第一到第六定位點來相應(yīng)安排夾具主體上的第一到第六定位銷，使得六個定位銷圓頭分別位于葉片第一到第六定位點的法線方向，確保葉片放入并與定位銷相接觸后，定位銷垂直于葉片定位點切平面；夾具主體上設(shè)置的夾緊銷位于遠(yuǎn)離葉片榫頭的葉片頂端，并在葉片榫頭端面采用與夾具主體分離的榫頭端面輔助夾具將葉片左右夾緊；在葉片安裝板上下兩側(cè)采用與夾具主體連為一體的安裝板輔助夾具實現(xiàn)葉片上下方向夾緊。

2.如權(quán)利要求1所述的渦輪空心葉片榫頭加工定位夾緊方法，其特征在于，所述葉片型面定位點的選擇采用如下具體步驟：

第一步，建立定位點的精度約束數(shù)學(xué)模型：根據(jù)工件位置誤差與定位點誤差關(guān)系，定位點與工件接觸點的法向量為n_l，接觸點坐標(biāo)為R_l，則由工件任意點的位置擾動δq＝{δb，δθ}帶來的定位點的位置誤差為其中為定位點位置向量；因此，具有l(wèi)個定位點的夾具的精度約束，即定位點的位置誤差可以表述為：δy＝G^Tδq，其中：δy＝{δy₁，δy₂，...，δy_l}，G＝[h₁，h₂，...，h_l]為定位點位置矩陣，每一個定位點位置矩陣G對應(yīng)一個夾具定位點分布；

第二步，得到選取定位點的點集合空間：葉片模型中提供了葉片表面特征點的位置坐標(biāo)，利用雙三次B樣條對特征點的位置坐標(biāo)進行擬合，得到B樣條表述的葉片型面控制節(jié)點；根據(jù)得到的B樣條曲面控制節(jié)點，計算葉片表面特征點的法向量，從而得到選取定位點的點集空間g_i＝[R_i?n_i](1≤i≤N)；

第三步，確定基于位置精度最好的優(yōu)化準(zhǔn)則：假設(shè)每個定位點的誤差服從正態(tài)分布：δy≈N(0，V_y)，其中V_y＝diag{δ₁，δ₂...δ_l｝，定位點的位置方差矩陣為令A(yù)＝V^-1，則使工件的位置精度最好的條件為max(detA)；由于各定位元件的材料特性相同，因此不同定位點的δy_i服從相同的分布δy_i≈N(0，V_y)，則有

A＝V^-1＝GδG^T＝δGG^T，

因此工件位置精度最好的優(yōu)化準(zhǔn)則為：max(detA)＝max(det(GG^T))；

第四步，確定基于形封閉的優(yōu)化約束條件：對于給定的夾具定位點位置矩陣G＝[h₁，h₂，...，h_l]，當(dāng)工件上作用任意外力時，夾具定位點位置不改變，而且在每一個定位點上作用有法向正力，則這種狀態(tài)下的定位點位置矩陣G＝[h₁，h₂，...，h_l]就滿足形封閉，如果夾具定位點滿足形封閉條件，則在定位點位置矩陣G中任意選一個位置向量h_c，沿其法向施加任意外力，對于所有h_i，a_i＝-h_i^TA^-1h_c應(yīng)滿足α_i＞0；

第五步，優(yōu)化葉片型面上的五個定位點：在葉片型面特征點的點集空間g_i＝[R_i?n_i](1≤i≤N)中，以max(det?A)為優(yōu)化準(zhǔn)則，在約束條件a_i＞0下優(yōu)化選取具有最高精度的五個定位點。