[發(fā)明專利]航空葉片圓弧形前后緣工藝模型生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310064932.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN103136426A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程云勇;朱真真;汪文虎;王增強(qiáng);王麗雅;李維亮;楊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種航空葉片前后緣工藝模型生成方法，特別是涉及一種航空葉片圓弧形前后緣工藝模型生成方法。

背景技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部基本由一系列葉片組成，如渦輪葉片、壓氣機(jī)葉片、風(fēng)扇葉片等；航空葉片作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件，其模型多為自由曲面，成型工藝較為復(fù)雜；與此同時(shí)，葉片型面的設(shè)計(jì)和制造水平在很大程度上決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；因此航空葉片的制造技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)中較為復(fù)雜的技術(shù)之一。

航空葉片的制造主要包括了熔模精鑄、數(shù)控加工與點(diǎn)解加工等方法。采用數(shù)控加工的方法進(jìn)行薄壁葉片加工，容易產(chǎn)生較大的變形問題，且由于工件、刀具、夾具和機(jī)床組成的工藝系統(tǒng)本身的問題，在葉片加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生過切或加工不到的現(xiàn)象；如果直接基于葉片CAD模型進(jìn)行加工，會(huì)導(dǎo)致葉片形狀精度難以控制的問題，從而影響葉片的加工質(zhì)量。現(xiàn)有技術(shù)對(duì)葉片加工質(zhì)量的改善是基于反變形的思想對(duì)葉片成型過程中的誤差進(jìn)行反變形補(bǔ)償；對(duì)葉片工藝模型的研究主要是基于葉片熔模精鑄成型方法建立鑄造工藝模型。針對(duì)航空薄壁葉片的數(shù)控加工，在葉片CAD模型的基礎(chǔ)上，考慮葉片葉身部位葉盆、葉背、前緣及后緣區(qū)域的余量分布情況，建立葉片的數(shù)控加工工藝模型，對(duì)于保證葉片加工質(zhì)量具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)加工圓弧形前后緣葉片難以建立工藝模型的不足，本發(fā)明提供一種航空葉片圓弧形前后緣工藝模型生成方法。該方法根據(jù)葉片前緣曲線與葉盆、葉背曲線相切的特點(diǎn)，利用葉片前緣曲線端點(diǎn)處的兩條切線及其角平分線，以及葉片的前緣點(diǎn)等幾何信息，并根據(jù)設(shè)定的前緣工藝模型的前緣點(diǎn)與原CAD模型前緣點(diǎn)的距離大小，來確定滿足要求的前緣工藝模型。工程應(yīng)用中用戶只需根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)定前后緣工藝余量，即可快速得到準(zhǔn)確的圓弧形前后緣葉片工藝模型，用以指導(dǎo)航空葉片的高質(zhì)量加工。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種航空葉片圓弧形前后緣工藝模型生成方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟一、讀入航空葉片CAD模型；

步驟二、沿垂直Z向截取航空葉片某一截面，前緣曲線L與葉盆、葉背切點(diǎn)分別記為P₁、P₂，求P₁、P₂處切線L₁、L₂及兩切線的交點(diǎn)O(O_x,O_y)；

前緣曲線所在圓的方程為：(x-x₀)²+(y-y₀)²=r²其中，圓心為(x₀,y₀)，半徑為r；計(jì)算曲線上任一點(diǎn)的斜率為k_i=(x_i-x₀)/(y_i-y₀)，其中(x_i,y_i)為曲線上任一點(diǎn)，則曲線上任一點(diǎn)(x_i,y_i)的切線方程：y=y_i+k_i(x-x_i)；