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申请/专利权人:西安三航动力科技有限公司
摘要:本发明公开了一种基于缘头补偿的整体叶盘叶片曲面重构方法,包括根据叶身截面数据点进行NURBS曲线拟合叶身截面线,并拟合得到中弧线;根据中弧线端点切矢计算缘头点,并按照缘头点和缘头区域半径分割得到缘头曲线,并根据所述闭合叶身截面曲线的缘头加工公差,将缘头曲线进行平移、偏置得到缘头补偿曲线,得到新的曲线组拟合NURBS曲面,并以轮毂曲面和围带曲面作为边界进行裁剪、重参得到了考虑缘头补偿的用于实际加工的后缘曲面、叶盆曲面和叶背曲面,为后续加工过程中提升了整体叶盘的叶片划分质量,使半精加工时分区域铣削更高效,同时可以在加工是有效补偿缘头处机床减速带来的加工误差,提高加工效率的同时确保了加工的精度。
主权项:1.一种基于缘头补偿的整体叶盘叶片曲面重构方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:根据整体叶盘叶片的截面数据点,进行NURBS曲线拟合,得到所述叶片的n条闭合叶身截面曲线;步骤2:根据所述的闭合叶身截面曲线,迭代计算出中弧线特征点从而拟合得到所述闭合叶身截面曲线的拟合中弧线;步骤3:沿着所述拟合中弧线的端点切矢方向作直线,所述直线与所述闭合叶身截面曲线求交,得到所述闭合叶身截面曲线的前缘尖点和后缘尖点;步骤4:设置所述闭合叶身截面曲线的前缘区域和后缘区域半径,并分别以所述前缘尖点和后缘尖点为圆心,在闭合叶身截面曲线所在平面内作圆,所述圆与闭合叶身截面曲线的前缘区域和后缘区域的交点将所述的闭合叶身截面曲线分割为四条曲线,分别是前缘曲线、后缘曲线、叶盆曲线、叶背曲线;步骤5:根据所述闭合叶身截面曲线的缘头加工公差,将所述的前缘曲线和后缘曲线进行平移、偏置得到前缘缘头补偿曲线和后缘缘头补偿曲线,将所述的叶盆曲线和叶背曲线分别与缘头补偿曲线进行桥接后再连结得到叶盆补偿曲线和叶背补偿曲线;其中所述缘头补偿曲线的具体计算步骤为:将所述闭合叶身截面曲线的缘头加工公差记为±Δ,并将所述的前缘曲线和后缘曲线沿着拟合中弧线CΓ的端点切矢τ向外平移Δ3~Δ2,然后在所述闭合叶身截面曲线所在的平面内,将平移后的前缘曲线和后缘曲线向外进行曲线偏置,偏置量为Δ6~Δ5,得到所述的前缘缘头补偿曲线和后缘缘头补偿曲线;最后将所述叶盆曲线和叶背曲线的首尾两端分别缩短2Δ~3Δ,并分别与所述的前缘曲线和后缘曲线进行桥接,将桥接段曲线再与叶盆曲线和叶背曲线分别进行连结,得到叶盆补偿曲线和叶背补偿曲线;步骤6:分别将步骤5得到前缘缘头补偿曲线、后缘缘头补偿曲线、叶盆补偿曲线及叶背补偿曲线通过曲线组拟合NURBS曲面,得到所述叶片的四个区域曲面,分别为前缘曲面、后缘曲面、叶盆曲面、叶背曲面;步骤7:指定轮毂曲面和围带曲面,并将轮毂曲面和围带曲面作为上、下裁剪边界,并将所述叶片的前缘曲面、后缘曲面、叶盆曲面、叶背曲面按照边界进行裁剪,并对裁剪后的区域曲面分别进行曲面重新参数化,得到实际加工的需要的叶片前缘曲面、后缘曲面、叶盆曲面及叶背曲面,具体方法步骤为:步骤71:指定轮毂曲面Shub和围带曲面Sshr,作为裁剪边界,将所述叶片的四个区域曲面按照边界进行裁剪;步骤72:在所述的前缘曲面Sle,在Sle上均匀提取N条等u参数线,N为所有截面中位于前缘曲线上离散点数量的最大值: 其中为第k个截面层中离散点位于前缘曲线上的数量,参数线重新拟合成NURBS曲面,得到最终实际加工的前缘曲面;重复曲面重新参数化步骤,进而得到实际加工的后缘曲面、叶盆曲面和叶背曲面。
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