一種葉片型面數(shù)據(jù)的擬合方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種葉片型面數(shù)據(jù)的擬合方法，包括進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定、多項(xiàng)式擬合葉身型面、葉片型面中弧線的確定、葉身型面最大厚度值的確定四個(gè)部分；本發(fā)明大大減少了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間，使葉片型面數(shù)據(jù)的計(jì)算在幾秒鐘內(nèi)完成，縮短了整個(gè)葉片研制周期三分之一，提高了葉片型面的數(shù)據(jù)精度和工裝設(shè)計(jì)精度，提升了精密鍛造技術(shù)，滿足了現(xiàn)代數(shù)字化加工設(shè)備的要求。應(yīng)用本擬合方法加工的葉片實(shí)體型面光順，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)手工調(diào)整后葉身常有的脊背現(xiàn)象，而且在此型面基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的葉片鍛件的葉身型線光順，最終模具型腔不需要反復(fù)修理，提高了葉片鍛件的成形質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種葉片型面數(shù)據(jù)的擬合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)是一種葉片型面數(shù)據(jù)的擬合方法。技術(shù)背景
[0002]葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)件之一，其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、葉身型面多為不規(guī)則的三維曲面，工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中葉片型面數(shù)據(jù)需要技術(shù)人員進(jìn)行大量繁瑣的計(jì)算并提取數(shù)據(jù)點(diǎn)，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、重復(fù)工作多，而且不能保證最終葉片型面的三維精度，這嚴(yán)重制約著發(fā)動(dòng)機(jī)研制所需的快速反應(yīng)能力。
[0003]隨著精密鍛造技術(shù)的發(fā)展，信息化、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造要求改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，減少工藝設(shè)計(jì)中人為因素的影響，提高設(shè)計(jì)精度和制造能力。葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件，其設(shè)計(jì)和制造的好壞直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、安全與壽命。葉片工藝設(shè)計(jì)中葉身型面設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，傳統(tǒng)的葉片型面設(shè)計(jì)方法是由技術(shù)人員計(jì)算和手動(dòng)調(diào)整型面數(shù)據(jù)點(diǎn)，該方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的加工方法所要求的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)型面數(shù)據(jù)為密集點(diǎn)的葉片提供一種型面數(shù)據(jù)的擬合方法，減少工藝設(shè)計(jì)中個(gè)體對(duì)設(shè)計(jì)效果的影響，從而提高葉身型面的設(shè)計(jì)效率和精度，提升數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造能力，提高葉片鍛件最終的成形質(zhì)量，從而滿足現(xiàn)代數(shù)字化加工的要求，具體方案如下:
[0005]一種葉片型面數(shù)據(jù)的擬合方法，其特征在于:包括進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定、多項(xiàng)式擬合葉身型面、葉片型面中弧線的確定、葉身型面最大厚度值的確定四個(gè)部分；
[0006]所述進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定方法為:
[0007]根據(jù)設(shè)計(jì)圖給出的密集點(diǎn)擬合出一個(gè)合適的圓。擬合的圓心和半徑是后續(xù)葉片鍛件、模具設(shè)計(jì)的依據(jù)；
[0008]所述多項(xiàng)式擬合葉身型面的方法為:
[0009]通過(guò)最小二乘法求出各個(gè)系數(shù)完成曲線多項(xiàng)式的擬合，得到葉身型面的數(shù)學(xué)模型，然后將型面數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)代入得到的數(shù)學(xué)模型中確定出縱坐標(biāo)，得到的型面坐標(biāo)點(diǎn)是葉片鍛件、模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)；
[0010]所述葉片型面中弧線的確定方法為:
[0011]采用區(qū)間縮減法對(duì)葉盆葉背線系列內(nèi)切圓進(jìn)行求解，得到系列內(nèi)切圓圓心后擬合各型面所有內(nèi)切圓圓心得到型面的中弧線。中弧線是鍛件邊部余量設(shè)計(jì)的依據(jù)；
[0012]所述葉身型面最大厚度值的確定方法為:
[0013]在求解葉片盆背線內(nèi)切圓的基礎(chǔ)上，同樣利用區(qū)間縮減法，求出其中最大的內(nèi)切圓，即葉身的最大厚度。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:大大減少了設(shè)計(jì)人員的重復(fù)計(jì)算量和計(jì)算時(shí)間，使葉片型面數(shù)據(jù)的計(jì)算在幾秒鐘內(nèi)完成，縮短了整個(gè)葉片研制周期三分之一，提高了葉片型面的精度和工裝設(shè)計(jì)精度，提高了葉片鍛件的成形質(zhì)量，從而提升了精密鍛造技術(shù)，滿足了現(xiàn)代數(shù)字化加工設(shè)備的要求。應(yīng)用本發(fā)明的葉片型面數(shù)據(jù)擬合方法加工形成的三維葉片實(shí)體型面光順，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)手工調(diào)整后葉身常有的脊背現(xiàn)象，而且在此型面基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的葉片鍛件的葉身型線光順，最終模具型腔不需要反復(fù)修理，提高了葉片的成形質(zhì)量。采用本擬合方法設(shè)計(jì)的葉片葉身各型面余量均勻，保證了葉片鍛件尺寸的一致性；同時(shí)減小了葉片型面的透光、減少了實(shí)際加工工藝中的輔助清理工序，從而降低了加工成本，縮短了制造周期，保證了后續(xù)成品葉片的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0015]圖1為進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定方法示意圖；
[0016]圖2為區(qū)間縮減法對(duì)盆背線系列內(nèi)切圓進(jìn)行求解示意圖；
[0017]圖3為內(nèi)切圓搜索示意圖；
[0018]圖4為搜索到的最大內(nèi)切圓示意圖；
[0019]圖5為葉片型面圖；
[0020]其中I為葉盆，2為葉背，3為中弧線，4為進(jìn)氣邊，5為排氣邊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明。
[0022]如圖1所示，進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定方法為:
[0023]根據(jù)設(shè)計(jì)圖給出的密集點(diǎn)擬合出一個(gè)合適的圓，設(shè)其中一個(gè)圓的圓心為(x0j, Yoj).半徑為r」，(j=l, 2, n0),邊部各點(diǎn)坐標(biāo)為(Xi, yj (i=l，2...，η)，則與各點(diǎn)均較為接近的邊圓需滿足如下條件:
【權(quán)利要求】
1.一種葉片型面數(shù)據(jù)的擬合方法，其特征在于:包括進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定、多項(xiàng)式擬合葉身型面、葉片型面中弧線的確定、葉身型面最大厚度值的確定四個(gè)部分； 所述進(jìn)排氣邊圓心和半徑的確定方法為: 根據(jù)設(shè)計(jì)圖給出的密集點(diǎn)擬合出一個(gè)合適的圓，擬合的圓心和半徑是后續(xù)葉片鍛件、模具設(shè)計(jì)的依據(jù)； 所述多項(xiàng)式擬合葉身型面的方法為: 通過(guò)最小二乘法求出各個(gè)系數(shù)完成曲線多項(xiàng)式的擬合，得到葉身型面的數(shù)學(xué)模型，然后將型面數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)代入得到的數(shù)學(xué)模型中確定出縱坐標(biāo)，得到的型面坐標(biāo)點(diǎn)是葉片鍛件、模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)； 所述葉片型面中弧線的確定方法為: 采用區(qū)間縮減法對(duì)葉盆葉背線系列內(nèi)切圓進(jìn)行求解，得到系列內(nèi)切圓圓心后擬合各型面所有內(nèi)切圓圓心得到型面的中弧線，中弧線是鍛件邊部余量設(shè)計(jì)的依據(jù)； 所述葉身型面最大厚度值的確定方法為: 在求解葉片盆背線內(nèi)切圓的基礎(chǔ)上，同樣利用區(qū)間縮減法，求出其中最大的內(nèi)切圓，即葉身的最大厚度。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103577635SQ201310496698
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月19日
【發(fā)明者】李治華, 邰清安, 汪大成, 關(guān)紅, 佗勁紅 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司