[發(fā)明專利]一種葉輪車削模型生成方法及計(jì)算機(jī)程序

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010327936.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN111443660A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉劍;商允舜;丁芳超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 智騰機(jī)械設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/4093
• 分類號(hào): G05B19/4093
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于葉輪制造技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種葉輪車削模型生成方法，包括選擇葉輪模型步驟；計(jì)算模型外輪廓線步驟；指定毛坯余量并偏置輪廓線步驟；以及生成車削模型步驟；還公開了一種葉輪車削模型生成計(jì)算機(jī)程序，所述程序包括指令，所述指令被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述的葉輪車削模型生成方法。本發(fā)明通過先選擇葉輪模型，然后計(jì)算模型外輪廓線，再指定毛坯余量并偏置輪廓線，最后生成車削模型的步驟方法生成葉輪車削模型，解決了傳統(tǒng)模型生產(chǎn)不精確，模型生成過程太復(fù)雜，耗時(shí)過長(zhǎng)等問題，同時(shí)應(yīng)用本方法得到的模型，可使盡量多的材料用車削加工，減少了后續(xù)銑削步驟的切削量，提高了整體的加工效率，也減少了機(jī)床的損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及葉輪制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種葉輪車削模型生成方法及計(jì)算機(jī)程序。

背景技術(shù)

葉輪作為動(dòng)力機(jī)械 的關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于航天航空，壓縮機(jī)等領(lǐng)域，其加工技術(shù)一直是制造業(yè)中的一個(gè)重要課題。隨著新興技術(shù)的發(fā)展，為了滿足高速、高推重的要求，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中大量采用整體結(jié)構(gòu)葉輪。而整體葉輪的加工則是一個(gè)更加復(fù)雜的問題。其辦法由最初的鑄造成型后修光，后來的石蠟精密鑄造，電火花加工一直到現(xiàn)在的五軸數(shù)控機(jī)床。整體葉輪的材料一般有鋁合金、不銹鋼、鈦合金等，因此在工藝安排上為了提高整體葉輪的強(qiáng)度，毛坯一般采用鍛壓件，然后進(jìn)行基準(zhǔn)面的車削加工，加工出葉輪回轉(zhuǎn)體的基本形狀。因此，在進(jìn)行車削加工前，需要確定一個(gè)精確的車削模型，以用于生成準(zhǔn)確的車削刀具軌跡，同時(shí)還可作為后續(xù)銑削的毛坯使用。

為了解決這個(gè)問題，技術(shù)人員一般是做一個(gè)包含整體葉輪模型的回轉(zhuǎn)體，以此作為車削的工件模型，但是這種回轉(zhuǎn)體在銑削加工時(shí)需要切削大量的材料，加工效率很低。即使借助先進(jìn)的CAD/CAM軟件，也只能生成一個(gè)和葉輪模型輪廓相似的回轉(zhuǎn)體，如果要達(dá)到精確的模型，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，同時(shí)還需要熟練運(yùn)用三維造型軟件。所以需要一種精確生成葉輪車削模型的方法及操作方式，使車削模型生成更精確，安裝及操作更簡(jiǎn)單。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種葉輪車削模型生成方法及計(jì)算機(jī)程序，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于車削工件模型尺寸不精確而導(dǎo)致的切削量大，加工效率低的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種葉輪車削模型生成方法，包括選擇葉輪模型步驟；計(jì)算模型外輪廓線步驟；指定毛坯余量并偏置輪廓線步驟；以及生成車削模型步驟。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面的內(nèi)容，可以有效解決傳統(tǒng)模型生產(chǎn)不精確，模型生成過程太復(fù)雜，耗時(shí)過長(zhǎng)等問題，同時(shí)應(yīng)用本方法得到的模型，減少了后續(xù)銑削步驟的切削量，提高工作效率。

進(jìn)一步地，所述選擇葉輪模型步驟即預(yù)先確定最終目標(biāo)葉輪模型，通過計(jì)算機(jī)輔助軟件打開并查看。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算模型外輪廓線步驟包括如下算法流程：

a1）以葉輪底面為XY平面，葉輪回轉(zhuǎn)中心線為Z軸，建立三維坐標(biāo)系；

a2）根據(jù)葉輪的高度及精度分層；

a3）從最高處至最低處分別用平面和葉輪相交；

a4）計(jì)算每層上所有的交線距離葉輪回轉(zhuǎn)中心距離最大的點(diǎn)；

a5）以回轉(zhuǎn)中心和該點(diǎn)的距離為半徑做圓；

a6）計(jì)算圓與XZ平面沿X軸正方向上的交點(diǎn)；

a7）用樣條線擬合每一層上的交點(diǎn)；

a8）生成輪廓線。

進(jìn)一步地，所述外輪廓線包含葉輪進(jìn)氣邊，葉頂線，出氣邊以及其他部位的最小包絡(luò)線。

進(jìn)一步地，所述指定毛坯余量并偏置輪廓線步驟中，首先設(shè)置余量值，對(duì)葉輪模型相應(yīng)的輪廓線進(jìn)行偏置，并對(duì)初步偏置后的結(jié)果進(jìn)行相交檢查，當(dāng)偏置輪廓線相交時(shí)，計(jì)算交點(diǎn)，并在交點(diǎn)處截?cái)嗲€。