[發明專利]建立輥軋葉片工藝模型的方法

在審

• 申請號: 201410620490.5
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104331561A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 汪文虎;靳淇超;趙德中;解曉娜;張艷;熊一峰;宋國棟;林坤陽
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種建模方法，特別是涉及一種建立輥軋葉片工藝模型的方法。

背景技術

葉片輥軋精確成形技術是一種先進的葉片加工方法，以其生產效率高，尺寸精度高，組織性能好等優點，已成為航空發動機小葉片的重要加工方法。輥軋模具型腔是影響輥軋葉片精度的最重要因素，輥軋模具型腔的建立是基于輥軋工藝模型，因此輥軋葉片工藝建模方法的合理性至關重要。

文獻“授權公告號是CN102110180B的中國發明專利”公開了一種葉片輥軋模具進、排氣邊緣型面的設計方法。該方法基于三維計算機輔助設計軟件對給定葉片輥軋模具截面樣條曲線進行前后櫞頭延伸和光順，生成溢料邊截面。該方法未提及工藝模型設計、僅對模腔截面線進行設計，不同截面線之間關系與空間定位未詳細說明，模具型腔建模過程以及中間轉換過程未知。在葉片輥軋模具型腔設計過程中亟需一個工藝模型銜接葉片型面到模具型腔型面的轉換，因此，提出合理的輥軋葉片工藝模型建模方法，對輥軋模具型腔設計具有重要的輔助意義。

發明內容

為了克服現有方法葉片輥軋模具設計精度低的不足，本發明提供一種建立輥軋葉片工藝模型的方法。該方法基于UG三維建模平臺和二次開發平臺，進行葉片進、排氣邊和葉尖、跟的工藝補償方面的設計，并建立工藝模型基準，最終獲得輥軋葉片工藝模型。進、排氣邊型面工藝添加應銜接光順并呈瓶頸狀，防止葉片出現高低起伏的波紋甚至龜裂，保證擠壓過程中組織均勻防止出現缺肉。葉尖、跟工藝添加應光順彎扭漸變均勻，使輥軋過程咬入、出變化平穩。工藝模型基準為輥軋成型和葉片測量建立定位基準，提高了葉片輥軋模具設計精度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種建立輥軋葉片工藝模型的方法，其特點是采用以下步驟：

步驟1：啟動三維建模軟件UG?NX7.0，進入建模模塊并導入壓氣機葉片模型3。

步驟2：將壓氣機葉片模型3葉尖截面線沿著葉身反方向延拓截面線內切圓最大直徑的一半即Cmax/2，形成銜接葉尖工藝過渡2；將壓氣機葉片模型3葉根截面線沿著葉身反方向延拓截面線內切圓最大直徑的一半即Cmax/2，形成銜接葉根工藝過渡4。

步驟3：提取葉尖工藝過渡2尖端截面線，將其沿著葉身反方向偏移，通過偏置的截面線組，使用通過曲線組命令建立實體，建立葉尖工藝補償1。

步驟4：提取葉根工藝過渡4末端截面線，將其沿著葉身反方向偏移，通過偏置的截面線組，使用通過曲線組命令建立實體，建立葉根工藝補償5。

步驟5：使用布爾和運算將壓氣機葉片模型葉片模型3與葉尖工藝過渡2、葉尖工藝補償1、葉根工藝過渡4和葉根工藝補償5合并，并對模型銜接處進行光順處理，形成B-樣條曲面。

步驟6：根據葉片設計允許容差δ，設定截面線間距；根據允許容差δ沿著葉根到葉尖方向順次建立葉片截面線組6。

步驟7：使用點集命令對每一個截面線進行點離散，點的數目應保證前后緣附近點的個數超過20個。通過UG二次開發獲得圓擬合命令，使用圓擬合命令獲取后緣曲線和點7；使用圓擬合命令獲取前緣曲線和點9。剩余的點位葉盆葉背曲線點，使用B-樣條曲線進行擬合獲得葉背曲線和點8；使用B-樣條曲線進行擬合獲得葉盆曲線和點10。

步驟8：通過UG二次開發獲得內切圓迭代程序，使用內切圓迭代程序建立葉盆葉背曲線的內切圓，使圓的直徑最大，并定義葉片該截面厚度Cmax。

步驟9：在葉片該截面厚度Cmax兩側，分別間隔葉片該截面厚度Cmax建立葉盆葉背曲線的內切圓14，且保證在前后緣處擬合的圓直徑與步驟7中對應相等。

步驟10：使用B-樣條曲線順次通過各個圓心，建立中弧線12。將中弧線兩端各延伸Cmax。

步驟11：以前后緣處相鄰三個圓半徑建立等差數列，獲得在延伸后的中弧線端點處圓半徑并建立圓。將葉盆葉背曲線進行延伸并與建立的圓相切。

步驟12：將延伸后的葉背曲線兩個端點沿著截面線水平方向延伸，形成工藝模型葉背曲線11；將延伸后的葉盆曲線兩個端點沿著截面線水平方向延伸，形成工藝模型葉盆曲線13。連接工藝模型葉背曲線11與工藝模型葉盆曲線13兩端點，形成閉合的工藝模型截面線。

步驟13：使用通過曲線組命令通過封閉的工藝模型截面線組建立實體。銜接處進行光順處理，形成B-樣條曲面，獲得葉片工藝模型葉身15。

步驟14：提取葉根添加末端截面線，使用內切圓迭代程序建立葉盆葉背曲線的內切圓，使圓的直徑最大，即Cmax。