基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102222149A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102222149A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110185239.7(22)申请日2011.07.04(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市白下区御道街29号(72)发明人郝小忠何磊耿习琴鲍益东王珉(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218代理人徐冬涛瞿网兰(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法(57)摘要本发明涉及一种基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法，属于机械工程领域中的零件加工误差补偿技术领域。该方法在叶片加工前对叶片理论数模进行重构，通过重构后的数模加工出的叶片误差大大减小，能显著提高叶片的加工精度。本发明的误差补偿过程在加工前完成，加工过程保持不变，可行性强，整体涡轮上多个叶片加工的一致性好，无需人工修形，效率高。CN10249ACCNN110222214902222160A权利要求书1/2页1.一种基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法，其特征在于：在叶片加工前根据叶片材料和几何参数用计算机仿真软件或实验法对叶片理论数模进行重构，得到考虑了弹性恢复量的叶片的实际加工数模，按实际加工数模对叶片进行加工，叶片加工后产生弹性恢复，使叶片偏离加工数模，趋向理论数模，实现叶片加工误差的补偿。2.根据权利要求1所述的基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法，其特征在于：所述实际加工数模是在理论数模的基础上进行多截面偏移，再根据新的横面重新设计而成，偏移方向与原始加工误差方向相反，偏移的量由加工刀具离开工件后，工件产生的弹性恢复量决定；所述弹性恢复是加工过程中工件受到切削力的作用产生弹性变形，当刀具离开工件，切削力消失，工件恢复到正常状态的过程，弹性恢复量由试验法实际测量所得或通过计算机软件解析确定。3.根据权利要求2所述的基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法，其特征在于：所述多截面偏移是把叶片理论数模平均分成若干个截面，分别对每个截面轮廊控制点处的偏移量由试验法或解析法进行求解，通过偏移后的控制点重新生成新的截面轮廓。4.根据权利要求1所述的基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法，其特征在于：用计算机仿真软件对叶片理论数模进行重构的过程为：步骤10101：在CAD/CAM软件中，运用两面求交线的方法绘制出叶片的5-10条截面线，及截面线的控制点；步骤10102：在有限元软件中导入叶片理论CAD模型，其中包含截面线及控制点；步骤10103：对叶片划分有限元四面体单元，其中控制点处有节点；步骤10104：定义叶片材料参数E、μ；步骤10105：叶片根部截面施加固定约束；步骤10106：在某控制点施加工切削力F，包括力的大小和方向；步骤10107：进行有限元计算；步骤10108：获取到叶片某控制点的弹性恢复量；步骤10109：重复实施步骤10106—10108，直到各截面上的所有控制点的都完成计算；步骤10110：输出所有变形后控制点的X、Y、Z坐标，存入文本文件中，每行记录一个控制点的数据；步骤102：在CAD/CAM软件中导入计算的变形后的控制点，测量各控制点与理论数模之间的差值；步骤103：判断叶片的弹性恢复量是否超差；如不超差则直接进入步骤105；如超差，则进入步骤104；步骤104：根据变形后的各控制点，生成偏移过的截面轮廓线，重新构造整体涡轮叶片的加工数模：步骤10401：运用样条曲线命令把同一截面的控制点绘制成二条曲线，叶盆、叶背各绘制一条；步骤10402：对叶盆、叶背曲线进行光顺处理，去除躁声点；绘制进气口和出气口圆角曲线，圆角曲线要与叶盆、叶背曲线二阶连续；步骤10403：对各截面的四条曲线进行求和，使其成为一条封闭曲线，保证各截面曲线的起点相同；2CCNN110222214902222160A权利要求书2/2页步骤10404：运用CAD软件中的过曲线组命令，选择新生成的各截面封闭曲线，生成叶片新的实体数模即加工数模；步骤10405：隐藏上次的叶片数模，把新的叶片数模在涡轮盘上进行旋转阵列并求和，完成整体涡轮叶片的数模重构。3CCNN110222214902222160A说明书1/5页基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法技术领域[0001]本发明涉及一种涡轮叶片加工误差补偿方法，尤其是一种先进行误差补偿计算或测量得到弹性恢复后的加工数模（即数学模型，下同），再根据该加工数模进行加工的误差补偿方法，具体地说是一种基于数模重构的整体涡轮叶片加工误差补偿方法。背景技术[0002]新型航空发动机中大量采用各类整体结