[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)子葉片鍛件葉尖工藝延伸段的建模方法

有效

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• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109684687B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 黃聯(lián)杰;胡吉云;吳永斌;陳玉珍;陸彥良;王宏操
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 貴州派騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)子葉片鍛件葉尖工藝延伸段的建模方法，包括以下步驟：一、解析葉身型線數(shù)據(jù)；二、計算中弧線；三、作葉展方向的趨勢控制線；四、計算延伸段中弧線；五、計算延伸段三條控制線的葉盆和葉背型線；六、光順各個截面型線。本發(fā)明對于葉身采用無余量設計的精鍛葉片，這種延伸段的建模方法，能夠更好的保證葉尖部位的輪廓度、扭角、彎曲及整個葉身的葉展波紋度。

所屬技術領域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子葉片的鍛件圖設計，特別涉及葉片葉尖延伸段的設計。

背景技術

轉(zhuǎn)子葉片鍛件毛料的葉尖延伸段是根據(jù)葉片設計結(jié)構(gòu)特點，為滿足鍛造工藝需求，放置工藝定位軸頸，在葉尖處按葉型趨勢延伸10mm～20mm的部分，葉片鍛件圖如圖1所示。

目前葉片鍛件圖大多采用三維作圖軟件UG進行設計，在處理葉尖延伸段時，將葉尖截面向上拷貝10mm～20mm，再根據(jù)趨勢對拷貝的截面做平移和旋轉(zhuǎn)變換，最后用“通過曲線組”命令得到葉身實體。這種做法會造成延伸段過渡不平滑，對葉片主要產(chǎn)生三個方面的影響：1.尖部截面定位點K3貼合誤差大，影響葉片后續(xù)機械加工的定位精度；2.在尖部截面處存在應力集中，鍛件鍛造后回彈變形大，靠近尖部的幾個截面的輪廓度、扭角及彎曲都不易保證；3.影響金屬流動性，在轉(zhuǎn)接處存在應力集中，進而影響模具壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題：提供一種設計壓氣機轉(zhuǎn)子葉片葉尖延伸段的方法，保證葉身與延伸段平滑過渡。

本發(fā)明的技術方案：

一、解析葉身型線數(shù)據(jù)：對葉片設計圖中的葉身型線坐標點進行自動解析，該解析過程集成在UG插件中；

二、計算中弧線：根據(jù)解析得到的點坐標，計算每個葉身截面葉型的中弧線；

三、作葉展方向的趨勢控制線：根據(jù)步驟二的中弧線，在各個葉身截面的中弧線上，按等弧長取5個點，從葉根到葉尖，依次將各截面對應點連接，得到5條V方向的控制趨勢線。

四、計算延伸段中弧線：延伸段由三條型線控制，根據(jù)延伸段長度分別在葉尖截面往上一定距離計算三條中弧線，中弧線由5個點控制，分別由V向5條控制線沿Z+方向延伸得到，在YZ平面內(nèi)，對于每一條V方向的控制線，取出最后三個控制點，從葉根到葉尖依次命名為點P1、點P2、點P3，做一條過P2和P3的直線L，計算點P1到直線L的距離d1，選取當點P4到直線L的距離d2＝0.8*d1并且點P4和點P1在直線L的同一側(cè)時的葉展方向的延伸段控制線，得到第一條延伸段中弧線的Y坐標值，在XZ平面內(nèi)，按同樣的方法計算可以得到X坐標；以原先的點P2為P1，點P3為P2，點P4為P3，計算新的點P4；按照上述方法依次計算出第二條、第三條葉尖延伸段中弧線的坐標值。

五、計算延伸段三條控制線的葉盆和葉背型線：將葉尖截面及三條延伸段的中弧線等分成為N個點，根據(jù)葉尖截面各個點處的厚度，按此厚度計算延伸段三條控制線的葉盆和葉背點坐標，從而得到延伸段的控制型線。

六、光順各個截面型線：按照相同的N個點數(shù)，控制光順誤將所有截面的控制點數(shù)光順一遍，得到最終的鍛件型線。

在步驟二中，將葉身的葉盆和葉背型線等分為300-1000個點，然后取相對應點的中點來定義中弧線。

在步驟四中，若延伸段長度為L，則在葉尖截面往上L/4、L/2、L的距離計算三條中弧線。

在步驟六中，光順誤差控制在0.001以內(nèi)。

本發(fā)明有益效果：

對于葉身采用無余量設計的精鍛葉片，這種延伸段的建模方法，能夠更好的保證葉尖部位的輪廓度、扭角、彎曲及整個葉身的葉展波紋度。同時，該方法具有通用性，將設計過程固化成UG插件的形式，根據(jù)葉片設計圖給出的葉身型線坐標點，直接導入插件，自動生成葉身型線，提高設計效率。