[發明專利]一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法

有效

• 申請號: 201911325072.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110908333B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 張宗偉;汪玲;趙旭峰;袁忠偉;羅偉
• 申請（專利權）人: 蘇州千機智能技術有限公司
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404;B23Q23/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 郭磊

本申請提供了一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法，其特征在于，所述的方法包括，(1)以若干個位于葉片上不同位置的點及各點的余量值為基礎，得到初始余量控制點，構建初始余量控制點網格；(2)通過對初始余量控制點進行預處理，采用光順過渡的方法，獲得葉片上任意非余量控制點處的余量。本申請的一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法，在不需要修改原始模型的情況下實現精加工任意位置非恒定誤差刀位便捷補償方法。有效解決了整體葉盤類零件采用恒定余量補償誤差，難以有效補償非恒定的誤差；或根據誤差分布采用修改原始模型的方式進行誤差補償，導致編程周期長、對編程人員要求高且編程復雜，難以普遍采用的問題。

技術領域

本申請涉及航空發動機整體葉盤數控銑削加工制造技術，尤其涉及一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法。

背景技術

葉盤類零件是航空航天發動機的核心部件，整體式葉盤零件可以提高發動機的氣動性能和工作可靠性，針對該類零件國內外廣泛采用多軸數控銑削加工。整體葉盤類零件加工精度高、加工時易變形，容易導致最終成型表面存在較大誤差。為了達到嚴格的精度，應當避免產生或減小加工誤差，提高產品合格率。

加工成型表面誤差主來自于：加工中由于剛度不足葉片或刀具存在變形、刀具磨損。隨著加工過程的進行，材料被逐漸去除，加工系統的剛度也會逐漸發生變化，刀具磨損逐漸加大。因此產生的誤差一般不是恒定或接近恒定的，而是在葉片上的不同部位具有不同的誤差。

目前，針對整體葉盤類零件五軸數控銑削加工誤差補償方法大致有三種，方法1，是恒定余量補償，恒定余量無法補償葉片上不同部位的不同誤差值；方法2，在流道之間加入填充物(如橡皮泥)，以提高葉片加工時剛度從而減小變形、減小誤差，但無法消除刀具磨損、刀具變形引起的誤差；方法3，根據誤差分布反向修改原始模型，對原始幾何模型預先反向變形，起到反向補償作用，然后根據修改后的模型重新生成刀路完成加工。

采用恒定余量補償是，難以有效補償非恒定的誤差。通過在流道之間添加填充物的方式，雖然可以一定程度上避免加工誤差，但需要額外的輔助材料及加工步驟，降低了加工效率，且難以補償所有誤差。通過修改原始模型根據試驗誤差分布預先反向補償的方法，導致編程周期長、對編程人員要求高且編程復雜，難以普遍采用。

發明內容

本申請要解決的技術問題是提供一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法。

為了解決上述技術問題，本申請提供了一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法，其特征在于，所述的方法包括，(1)以若干個位于葉片上不同位置的點及各點的余量值為基礎，得到初始余量控制點，構建初始余量控制點網格；(2)通過對初始余量控制點進行預處理，采用光順過渡的方法，獲得葉片上任意非余量控制點處的余量。

優選地，所述的步驟(1)具體為，

(1.1)定義位于葉片曲面上的任意一點的位置與該點的余量值的組合為余量控制點，通過在葉片上設置有限個余量控制點，并在這些控制點之間光滑變化余量來實現對葉片上任意點非恒定余量補償；

(1.2)定義葉片的兩個參數方向分別為U、V，參數定義域為u∈[0,1],v∈[0,1]，定義一個余量控制點表示為Q(u,v,C)，其中u、v表示控制點的位置，C表示控制點的余量；

(1.3)在參數空間內，求解所有余量控制點的凸包得到凸多邊形，定義該凸多邊形為L(P₀,P₁,…,P_n-1)，其中(P₀,P₁,…,P_n-1)表示凸多邊形的n個頂點，在凸多邊形內部以所有余量控制點為頂點劃分三角形，定義該三角網格區域為A，區域A是矩形參數域的一個子區域。

優選地，所述的步驟(2)具體為，