[發(fā)明專利]航空葉片橢圓形前后緣工藝模型生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310065222.7
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103116679A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程云勇;朱真真;汪文虎;王增強(qiáng);楊杰;李維亮;王麗雅
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: 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橢圓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。

薄壁葉片作為典型的薄壁結(jié)構(gòu)零件，加工時(shí)易產(chǎn)生較大的變形；此外，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)極易產(chǎn)生過切或加工不到的現(xiàn)象；如果直接根據(jù)CAD模型進(jìn)行薄壁葉片的數(shù)控加工，容易導(dǎo)致質(zhì)量問題；因此，在葉片進(jìn)行加工之前，需要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。隨著葉片研究的深入，眾多實(shí)驗(yàn)和數(shù)值分析結(jié)果顯示，采用橢圓形前緣可以明顯改善葉片的氣動(dòng)性能，而薄壁葉片橢圓形前后緣的精確加工具有較大難度?，F(xiàn)有技術(shù)對葉片加工質(zhì)量的改善是基于反變形的思想對葉片成型過程中的誤差進(jìn)行反變形補(bǔ)償；對葉片工藝模型的研究多是基于葉片熔模精鑄成型方法建立鑄造工藝模型。針對航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁葉片的數(shù)控加工，在葉片CAD模型的基礎(chǔ)上，建立葉片橢圓形前后緣工藝模型勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)加工橢圓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橢圓形前后緣工藝模型生成方法。該方法通過建立仿射坐標(biāo)系，利用圓與橢圓的仿射關(guān)系，建立橢圓形前后緣葉片工藝模型。工程應(yīng)用中用戶只需根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)定工藝誤差，即可快速得到準(zhǔn)確的橢圓形前后緣葉片工藝模型，從而指導(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：一種航空葉片橢圓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，前緣橢圓弧L與葉盆、葉背切點(diǎn)分別記為T₀、T₁，求作T₀、T₁處切線及其交點(diǎn)O(O_x,O_y)；且記橢圓形前緣曲線L上的前緣點(diǎn)為P_L，橢圓短軸半徑為r_b；

步驟三、設(shè)定工藝誤差為δ，將前緣曲線L沿T₀O方向平移δ，得到對應(yīng)點(diǎn)P₀(x₀,y₀)及T₁在T₁O上的最近點(diǎn)P₁(x₁,y₁)；

步驟四、利用點(diǎn)P₀′(x₀′,y₀′)及O(O_x,O_y)建立仿射坐標(biāo)系O-x′y′，P₀′(x₀′,y₀′)、P₁′(x₁′,y₁′)分別為P₀(x₀,y₀)、P₁(x₁,y₁)在仿射坐標(biāo)系中象，二者所在曲線為圓??；