[發(fā)明專利]一種考慮加工變形的彎扭薄壁葉片測點規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111632129.0
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114547786A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 項四通;虞奔;孫江浩;陳茂雷;程濤;周濤
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 寧波甬致專利代理有限公司 33228
• 代理人: 袁波

本發(fā)明涉及一種考慮加工變形的彎扭薄壁葉片測點規(guī)劃方法，本發(fā)明通過對薄壁葉片加工時產(chǎn)生的加工變形誤差進行預(yù)算，第二葉片截面曲線按照加工變形誤差的平均值區(qū)域劃分，本發(fā)明采用弦公差法可以使測點在第二葉片截面曲線上自適應(yīng)分布，使得第二葉片截面曲線上加工變形誤差大的區(qū)域增加測點分布，加工變形誤差小的區(qū)域減少測點的分布，對葉片型面測點分布進行了更加合理的劃分，使得測量點的分布既符合葉片曲率特征的分布，又與加工變形誤差分布相適應(yīng)，用更少的測點反映更多葉片的真實加工狀態(tài)，提高葉片在機檢測的精度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)控機床加工精度領(lǐng)域，具體而言，涉及一種考慮加工變形的彎扭薄壁葉片測點規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

葉片作為航空發(fā)動機的重要部件，其加工制造精度對于發(fā)動機的整體性能起著至關(guān)重要的作用。在葉片的五軸加工中，通過對葉片表面測點的數(shù)據(jù)信息進行提取來反映葉片的真實加工狀態(tài)。測點的數(shù)量和分布對提高測量的精度和效率起著決定性的作用，因此有必要對葉片測點規(guī)劃方法進行分析。

彎扭薄壁葉片的設(shè)計是通過一組二維截面曲線放樣擬合完成的，為了保證氣動性要求和能量轉(zhuǎn)換效率，如圖1所示，彎扭薄壁葉片二維截面曲線的中弧線與葉片弦線不平行產(chǎn)生機翼彎曲，葉片的葉尖和葉根弦線存在扭曲角產(chǎn)生扭曲，葉片的薄壁特性主要體現(xiàn)在加工過程中產(chǎn)生的變形和振動；國內(nèi)外學(xué)者主要從葉片的幾何特征和模型重構(gòu)兩方面對葉片進行測點規(guī)劃，但卻沒有考慮葉片加工過程中產(chǎn)生的加工變形誤差。這導(dǎo)致測點的分布與加工變形誤差分布不相符，無法準確反映出葉片的真實加工狀態(tài)。因此，考慮加工變形的葉片的測點規(guī)劃方法是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是如何對產(chǎn)生加工變形誤差的葉片進行測點規(guī)劃分布，準確反映葉片的真實加工狀態(tài)。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種考慮加工變形的彎扭薄壁葉片測點規(guī)劃方法，具體包括：

步驟1、建立彎扭薄壁葉片的三維葉片模型；

步驟2、沿葉片高度方向在三維葉片模型上截取若干個第一葉片截面曲線；根據(jù)每個第一葉片截面曲線的中弧線獲取每個第一葉片截面的前緣點和后緣點，擬合所有前緣點、后緣點分別得到前緣輪廓線和后緣輪廓線；

步驟3、根據(jù)葉片的高度和預(yù)設(shè)的比例系數(shù)得到葉片實際需要測量的第二葉片截面曲線的數(shù)量；從前緣輪廓線和后緣輪廓線上自適應(yīng)得到第二葉片截面曲線的分布點，繼而得到第二葉片截面曲線；

步驟4、采用弦公差法在第二葉片截面曲線上進行測點自適應(yīng)分布；

步驟5、計算葉片在加工過程中受到的平均銑削力；

步驟6、對三維葉片模型正面和背面的葉片型面進行網(wǎng)格劃分，每個葉片型面上形成M×N個受力點；通過將平均銑削力施加到每個受力點上預(yù)測每個葉片型面上受力點的加工變形誤差；

步驟7、根據(jù)第二葉片截面曲線在葉片型面上的位置得到第二葉片截面曲線上的加工變形誤差分布；

步驟8、根據(jù)步驟6得到的加工變形誤差計算得到加工變形誤差的平均值；根據(jù)平均值對第二葉片截面曲線上的加工變形誤差分布進行區(qū)域劃分；然后結(jié)合各個區(qū)域上第二葉片截面曲線的曲率使測點在各個測點自適應(yīng)分布，提取各個區(qū)域內(nèi)的測點并組合，得到對應(yīng)的第二葉片截面曲線上測點的分布。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過對薄壁葉片加工時產(chǎn)生的加工變形誤差進行預(yù)算，第二葉片截面曲線按照加工變形誤差的平均值區(qū)域劃分，本發(fā)明采用弦公差法可以使測點在第二葉片截面曲線上自適應(yīng)分布，使得第二葉片截面曲線上加工變形誤差大的區(qū)域增加測點分布，加工變形誤差小的區(qū)域減少測點的分布，對葉片型面測點分布進行了更加合理的劃分，使得測量點的分布既符合葉片曲率特征的分布，又與加工變形誤差分布相適應(yīng)，用更少的測點反映更多葉片的真實加工狀態(tài)，提高葉片在機檢測的精度和效率。

作為優(yōu)選，所述步驟2中采用等高法沿葉片高度方向在三維葉片模型上截取第一葉片截面曲線。