[發明專利]一種薄壁葉片的數控漸進無模成形方法

有效

• 申請號: 201210396189.1
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102921831A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陳軍;陸彬;曹婷婷;宋修成;張歡
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B21D53/78
• 分類號: B21D53/78
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種制造薄壁葉片的方法，具體是一種薄壁葉片的數控漸進無模成形方法。

背景技術

葉片是機械制造業中最典型的零件之一，在航空、汽車、船舶等領域都有廣泛的使用。因此，提高葉片的設計和制造水平是一項至關重要的基礎工作。葉片多屬于復雜零件，種類繁多，而且大部分葉片型面由幾何精度要求較高的自由曲面組成。目前，葉片精加工和半精加工主要有電解加工、精密鍛造和數控加工等方法。通用電氣公司的諾布特·安東尼·布龍斯和約翰·斯圖爾特·雷諾斯等提出了一種電解加工葉片的裝備(專利號：88101230)，采用電解加工的方法精密制造葉片；徐好義等提出一種大型汽輪機鈦合金長葉片的精鍛裝置(專利號：89107858.4)，在模鍛錘上實現了對大型汽輪機鈦合金長葉片的整體精鍛；李開玉提出采用數控銑削的方法制造汽輪機葉片，提高了產品的精度和質量(專利號：200410081331.9)。然而，風扇葉片這類薄板葉片由于板厚較薄，一般不能采用上述方法而多采用傳統的板材沖壓成形方法進行生產。但是沖壓成形方法需要開發專用的模具，因此一般生產周期較長、成本也較高，不適合小批量葉片的成形。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種縮短零件生產周期、降低生產成本、不需開發專用模具的薄壁葉片的數控漸進無模成形方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種薄壁葉片的數控漸進無模成形方法，該方法包括以下步驟：

1)處理器通過以下步驟生成薄壁葉片的工具運動軌跡：

a、采用三維CAD建模構建薄壁葉片的數字化模型；

b、進行成形工藝分析，在數字化模型中添加工藝補充面，形成薄壁葉片的最終模型；

c、根據最終模型設計薄壁葉片的支撐墊塊；

d、對最終模型進行成形路徑規劃，生成薄壁葉片的工具運動軌跡，并設定工藝參數；

2)對處理器中設計的支撐墊塊進行機械加工；

3)將支撐墊板以及板料裝夾到漸進成形機床工作臺的夾具上，并在板料表面涂抹一層潤滑油；

4)漸進成形機床根據處理器生成的工具運動軌跡和工藝參數控制成形工具對板料進行漸進成形，將板料加工成薄壁葉片；

5)成形完畢，取下薄壁葉片。

所述的成形工藝分析是根據薄壁葉片的具體形狀特征設計曲面連續的工藝補充面。

所述的工藝補充面包括輔助成形面和裝夾面。

所述的支撐墊塊的上表面形狀與薄壁葉片的上輪廓面或下輪廓面形狀一致。

與現有技術相比，本發明將板材漸進成形這一柔性成形方法應用于風扇葉片的生產。通過使用本發明所述漸進成形方法生產風扇葉片，不需要開發專用的模具，不需要專門的壓力機，大大縮短了風扇葉片這類多品種、小批量薄板零件的生產周期、降低了生產成本。

附圖說明

圖1為本發明方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例中風扇葉片的數字化模型示意圖；

圖3為實施例中板料漸進成形開始階段的示意圖；

圖4為實施例中板料漸進成形結束階段的示意圖。

圖中：1、風扇葉片型面；2、輔助成形面；3、裝夾面；4、支撐墊塊；5、板料；6、夾具；7、成形工具。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例

如圖1所示，以風扇葉片這種薄壁葉片為例對本發明提出的方法進行具體說明，本實施例方法具體包括以下步驟：

1)處理器通過以下步驟生成風扇葉片的工具運動軌跡：

a、采用三維CAD建模構建風扇葉片的數字化模型1；

b、進行成形工藝分析，根據風扇葉片的具體形狀特征設計曲面連續的工藝補充面，并在數字化模型中添加工藝補充面，形成風扇葉片的最終模型，所述的工藝補充面包括輔助成形面2和裝夾面3，如圖2所示；

c、根據最終模型設計風扇葉片的支撐墊塊，所述的支撐墊塊的上表面形狀與風扇葉片的上輪廓面或下輪廓面形狀一致；

d、對最終模型進行成形路徑規劃，生成風扇葉片的工具運動軌跡，并設定工藝參數；

2)對處理器中設計的支撐墊塊進行機械加工；

3)將支撐墊板4以及板料5裝夾到漸進成形機床工作臺的夾具6上，并在板料5表面涂抹一層潤滑油；