[發明專利]一種輥軋模具型面補償設計的方法

有效

• 申請號: 201410617842.1
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104331560B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李深亮;姜紹西;陳亞莉;劉鵬;吳宏春
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 俞魯江

1.一種輥軋模具型面補償設計的方法，其特征在于：包括以下三個部分內容：

(1)單一截面上的軋制塑性回彈變形補償；

(2)大扭角、深度彎曲處截面間的扭轉回彈變形補償；

(3)沿葉身方向呈弓形彎曲的回彈變形補償；

所述單一截面上的軋制塑性回彈變形補償的具體方式是：

葉片軋制后截面產生回彈，葉型的曲率變小，在模具設計過程中預先將葉型的曲率人為的增大，也就是預先設定一個葉片截面的回彈量，在設計模具之前，需要根據坯料的狀態、軋制變形量的大小和葉片截面的具體形狀確定出截面的補償量Δ，然后進行輥軋模具設計，其步驟為：

步驟一：按設計圖給定的型面坐標，繪制出葉片的截面圖形，然后繪制出葉片截面的中弧線；

步驟二：將中弧線的按弧長分為等長的三部分，記為進氣段、中間段和排氣段；

步驟三:將進氣段和排氣段按等弧長分為N段，N＝Δ/A,A＝0.01～0.03mm；標記每小段的端點，在進氣段和排氣段分別有N+1個端點，依次標記為P_進0、P_進1、P_進2……P_進N和P_排0、P_排1、P_排2……P_排N；P_進0為進氣段上遠離進氣邊緣的點，P_排0為排氣邊上遠離排氣邊緣的點；

步驟四:求出中弧線上每個端點位置的內切圓直徑，依次與相應的端點對應標記為D_進0、D_進1、D_進2……D_進N和D_排0、D_排1、D_排2……D_排N；

步驟五:以端點P_進1、P_排1為圓心繪制半徑Amm的圓標記為圓O₁，以端點P_進2、P_排2為圓心繪制半徑2Amm的圓記為圓O₂，依次類推，最終以端點P_進N、P_排N為圓心繪制半徑為補償量Δ的圓記為圓O_N；

步驟六:用中間段中弧線依次向進氣邊和排氣邊兩端連接新繪制的圓切點，構造出新的中弧線；

步驟七:在對應的切點為圓心位置繪制圓，以圓O₁切點為圓心繪制直徑為D_進1圓，以圓O₂切點為圓心繪制直徑為D_進2圓；

步驟八:用中間段葉片截面依次向進氣邊和排氣邊兩端連接新繪制的圓切點，構造出新的截面葉型，新的截面葉型曲率增大，將軋制過程中產生的回彈變形補償到新構造的葉型中；

步驟九:對新構造的葉片型面按常規的輥軋模具的設計方法進行設計；

所述大扭角、深度彎曲處截面間的扭轉回彈變形補償方法為：

在設計模具之前，需要根據坯料的狀態、軋制變形量的大小和葉片截面的具體形狀確定出葉片扭轉回彈變形補償量β，根據所確定出葉片扭轉回彈變形補償量β進行葉片補償設計，其步驟為：

步驟一：根據葉片設計圖給定的葉片弦切角，查出葉根部位的葉片弦切角記為β_根，葉片截面記為A_根，葉片截面距記為L_根；葉尖部位的葉片弦切角記為β_尖，葉片截面記為A_尖，葉片截面距記為L_尖；葉片中間部位的葉片變化最大弦切角記為β_中，葉片截面記為A_中，葉片截面距記為L_中；葉根或葉尖部位有多個截面具有相同的弦切角，則取距葉片中間部位最近的截面；

步驟二：計算每個截面需要補償的角度，計算分為兩部分進行；第一部分為A_根至A_中截面，第二部分為A_中至A_尖截面；

步驟三:計算第一部分每個截面的補償角度：β_補＝β*(L_補-L_根)/(L_中-L_根)；求出每個截面的補償量后將β_補與原有的截面的弦切角相加或相減，達到補償截面扭角增大的目的；所需補償截面的截面距記為L_補，補償的角度記為β_補；

步驟四:計算第二部分每個截面的補償角度：β_補＝β*(L_尖-L_補)/(L_尖-L_中)；求出每個截面的補償量后將β_補與原有的截面的弦切角相加或相減，達到補償截面扭角回彈的目的；

步驟五:按補償弦切角后的葉片進行輥軋模具設計；

所述沿葉身方向呈弓形彎曲的回彈變形補償方法為：

在設計模具之前，需要根據坯料的狀態、軋制變形量的大小和葉片截面的具體形狀確定出沿葉身方向呈弓形彎曲的回彈變形補償量h，根據所述補償量h進行葉片補償設計，其步驟為：

步驟一：根據葉片設計圖給定的型面數據，按照葉片輥軋模具常規的設計方法確定葉片軋制的Z軸，計算在X、Z軸構成的平面內，每個截面中心位置到X、Z軸構成平面的距離記為h_截，求出葉片中間部位距離最大的值記為h_中，葉尖部位的值記為h_尖，葉根部位的值記為h_根；

步驟二：計算每個截面需要補償的距離，計算分為兩部分進行；第一部分為A_根至A_中截面，第二部分為A_中至A_尖截面；

步驟三:計算第一部分每個截面的補償距離：h_補＝h*(L_補-L_根)/(L_中-L_根)；求出每個截面的補償量后將h_補與原有的截面的距離相加或相減，達到補償葉身彎曲回彈的目的；

步驟四:計算第二部分每個截面的補償高度：h_補＝h*(L_尖-L_補)/(L_尖-L_中)；求出每個截面的補償量后將h_補與原有的截面的距離相加或相減，達到補償葉身彎曲回彈的目的。