[發明專利]航空發動機整體葉盤特征識別方法

有效

• 申請號: 201410189087.1
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103927426B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李迎光;劉旭;馬斯博;郝小忠
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種CAD/CAM技術，尤其是一種提高航空發動機整體葉盤加工水平的CAD/CAM技術，具體地說是一種航空發動機整體葉盤特征識別方法。

背景技術

目前，CAD、CAPP、CAM系統分別在產品設計、工藝設計和數控編程方面發揮了很大的作用。但這些系統各自獨立，不能實現信息在各系統間的自動轉換和共享，在應用過程中自動化程度和效率低。以提高產品設計、工藝設計和數控編程自動化程度和效率為目的的CAD/CAPP/CAM集成成為了工業界的迫切需求，而特征識別技術可以實現各系統間的數據傳遞，是實現CAD/CAPP/CAM集成的有效途徑。

隨著航空發動機推重比的日益提高，在風扇與壓氣機中整體葉盤結構得到越來越多的應用。整體葉盤在結構上是以轉輪轂面為主體，周向分部復雜型面的島嶼凸臺(葉片)，零件最薄處僅為2-3mm厚，且開敞性較差，屬多島嶼復雜薄壁結構件。這樣的結構在省去了傳統葉片連接用榫頭、榫槽的同時也帶來了單件結構復雜、剛性差、材料加工難度大、加工質量要求高等一系列加工難點。

目前在整體葉盤數控加工中，由于其結構復雜、精度要求高，對于編程工藝人員的經驗依賴性很大。傳統的整體葉盤數控加工程序編制包含大量的輔助幾何元素點選，不僅重復工作量大，還對工藝人員的水平要求較高，尤其是在整體葉盤流道開粗插銑等工序，編程質量嚴重依賴工藝人員經驗，總體效率低下。而特征可以作為加工工藝知識和經驗的載體，有效繼承加工工藝知識和經驗，基于特征可以實現快速高效的數控程序編制，而特征識別是基于特征的快速程編技術的基礎。所以特征識別技術成為提高整體葉盤數控編程效率和質量的重要手段。但在現有的特征識別技術中，還沒有覆蓋整體葉盤零件特征類型，所以對整體葉盤的特征識別還沒有高效的識別方法。

發明內容

本發明的目的是目前CAM系統缺少針對航空發動機整體葉盤的特征識別功能，以及現有識別方法的效率低，準確性不高，影響工作規程設計的問題，發明一種航空發動機整體葉盤特征識別方法。

本發明的技術方案是：

一種航空發動機整體葉盤特征識別方法，其特征是它包括以下步驟：

首先，分析航空發動機整體葉盤零件結構特性，定義整體葉盤葉片特征和流道特征；

其次，對整體葉盤零件進行預設置并構建全息屬性面邊圖；

第三，基于種子面、分型面及拓展規則進行面搜索，構建葉片加工特征；

第四，根據相鄰兩個葉片的特征元素，構建對應流道特征；

最后，提取葉片及流道特征信息，得到特征識別結果，存入XML文件。

通過分析整體葉盤結構特點和加工特性，將航空發動機整體葉盤加工特征定義為葉片特征和流道特征的組合，其中葉片特征包含頂面、側面、底角面(可缺省)和底面；流道特征為兩葉片間燃氣通過的區域主要包含兩側面和底面，其中兩側面分別來自兩相鄰葉片的相應側面。

所述的預設置包含設定加工坐標系和選定分型面，規定將Z軸選為整體葉盤回轉軸線方向，X、Y軸不作限定；分型面選擇與Z軸垂直且法向平行Z軸的最高平面，其中零件的面、邊信息不僅包含面、邊的幾何信息，還包含面、邊與其相鄰幾何元素的連接關系。

所述的種子面為基于拓展規則進行特征構建的初始值，其中葉片特征的種子面為整體葉盤零件上的與分型面相連的錐面、柱面及環形曲面。

所述的構建葉片加工特征時首先根據葉片種子面依據底面拓展規則得到正確的底面；在根據底面依據底角面拓展規則得到正確的底角面；再根據底角面依據側面拓展規則獲得正確的側面；最后根據側面依據頂面拓展規則得到正確的頂面。

所述的構建流道特征是在葉片特征識別完畢后，任取兩相鄰葉片特征，各取每個葉片相對應的側面，作為流道的側面，取兩葉片共有的底面，作為流道的底面。

提取到的葉片特征信息的保存按頂面、側面、底角面、底面的次序存入XML文件，流道特征信息的保存按側面和底面的順序存入XML文件。

本發明的有益效果：

本發明能涵蓋整體葉盤銑削加工的特征類型，且識別效率高，正確率高，為提高葉片加工自動化水平奠定了基礎，為CAD/CAPP/CAM系統間的數據傳遞提供了有效的手段。

附圖說明

圖1為本發明的航空發動機整體葉盤特征識別方法流程圖。

圖2為航空發動機整體葉盤零件示意圖，其中Blisk為整體葉盤，Z為預設置中坐標系的Z軸方向，J為分型面。