空心叶片多截面同步扭转成形方法技术

本发明专利技术揭示了一种空心叶片多截面扭转成形方法，包括以下步骤：a、生成空心叶片的毛坯模型、成品模型；b、于所述毛坯模型上形成多个平行于叶片榫头的上表面的初始截面，于所述成品模型的相应位置形成多个平行于叶片榫头的上表面的扭转截面；c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度；d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面；e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面。与现有技术相比，本发明专利技术可使叶片各截面的扭转成形同步进行，提高了变形精度且减小了局部变形抗力，提高成形速度，缩短成形时间，节省工装成本。

【技术实现步骤摘要】
空心叶片多截面同步扭转成形方法
本专利技术涉及一种空心叶片多截面同步扭转成形方法，属于金属机械加工工艺

技术介绍
宽弦空心风扇叶片的应用是航空发动机为增加推重比及提高航空发动机性能（增加压气机湍振裕度、提高效率、增强抗外物损伤能力、提高发动机推力、减少叶片数和减轻重量）的有效手段。叶片外形主要由中间夹层及两边蒙皮组成，叶片中间是桁架结构的空心封闭结构，叶片采用前后掠设计且薄而变截面，叶身还有较大的扭转角度，带有圆弧的用于连接叶盘的榫头。现有技术中，空心叶片的成形工艺有推弯成形工艺，与所述工艺配合使用的还有空心叶片推弯成形模具，其依据成品空心叶片外形曲面设计出带有两边开口模腔通道的模具，夹持叶片榫头将叶片从模腔通道一端推入模具型腔，叶片在模具型腔内表面的作用下受迫弯曲，发生扭转变形。该推弯成形工艺能够将平板空心叶片坯料成形出复杂的扭转形态，使其具备所需的扭转角，成形过程平稳便捷，速度可控，各部分变形分布均匀，生产效率高。然而，该推弯成形工艺中叶片从尖部开始逐步发生扭转变形，直至叶片根部，此成形过程中未进入推弯模具中的叶片部分变形不受控制。若叶片扭转角度较大或叶身较长，模具型腔内叶片向前推弯过程中所受阻力较大，未进入模具型腔叶片部分将受挤压而变形，易出现压缩失稳，最终推弯成形后的叶片外形精度难以保证。
技术实现思路
为至少解决上述技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种可实现叶片多截面扭转成形同步进行、叶片整体扭转避免局部变形抗力过大的空心叶片多截面扭转成形方法，以解决现有技术中空心叶片成形效果不佳的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术一实施方式提供了一种空心叶片多截面扭转成形方法，包括以下步骤：a、生成空心叶片的毛坯模型、成品模型；b、于所述毛坯模型上形成多个平行于叶片榫头的上表面的初始截面，于所述成品模型的相应位置形成多个平行于叶片榫头的上表面的扭转截面；c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度；d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面；e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤“c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度”包括，c1、分别确定每个所述初始截面的初始中心线及相应的所述扭转截面的扭转后中心线；c2、根据所述初始中心线和所述扭转后中心线，确定每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度。作为本专利技术的进一步改进，所述初始截面的初始中心线为由所述初始截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线；相应的，所述扭转截面的扭转后中心线为由所述扭转截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线。作为本专利技术的进一步改进，所述扭转中心为所述初始中心线与所述扭转后中心线的交点；所述扭转角度为所述初始中心线与所述扭转后中心线的夹角。作为本专利技术的进一步改进，所述扭转角度不大于90°。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤“d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面”还包括，在已涂覆防氧化剂的所述待加工空心叶片的表面涂覆防氧化剂。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤“d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面”还包括，将所述待加工空心叶片加热至扭转温度。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤“e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面”还包括，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面时，所述多个初始截面同步扭转。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤“e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面”具体包括，e1、根据对应的扭转中心和扭转角度，计算每个所述初始截面的扭转距离；e2、设定扭转时间；e3、计算每个所述初始截面的扭转速度；e4、将所述多个初始截面分别按所述扭转速度同步扭转成形为相应的所述多个扭转截面。作为本专利技术的进一步改进，所述方法还包括，f、每个所述初始截面分别扭转成形为相应的所述扭转截面后，延迟第一时间段后，完成一个扭转成形工作循环。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：空心叶片多截面同步扭转成形方法可使叶片各截面的扭转成形同步进行，每个截面的扭转中心、扭转角度、扭转速度均独立受控，扭转变形精度得以提高的同时减小了局部变形抗力，提高叶片扭转成形速度，缩短成形时间；另外，叶片的扭转截面数量、位置可依据不同叶片的具体外形尺寸而灵活设计，适于应用柔性工装，节省工装成本。附图说明图1是本专利技术一实施方式的空心叶片多截面同步扭转成形方法的流程图；图2是本专利技术一实施方式的扭转组件的结构示意图；图3是本专利技术一实施方式空心叶片多截面同步扭转成形装置的使用参考图；图4是本专利技术一实施例的空心叶片的毛坯模型和成品模型的示意图；图5是图4中扭转中心和扭转角度的确定的示意图；图6是图2中扭转组件的位置示意图。具体实施方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。参看图1，图1是本专利技术一实施方式的空心叶片多截面同步扭转成形方法的流程图。本专利技术一实施方式提供的空心叶片多截面扭转成形方法，包括以下步骤：a、生成空心叶片的毛坯模型、成品模型；b、于所述毛坯模型上形成多个平行于叶片榫头的上表面的初始截面，于所述成品模型的相应位置形成多个平行于叶片榫头的上表面的扭转截面；c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度；d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面；e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面。本专利技术一实施方式提供的空心叶片多截面扭转成形方法可使每个截面的扭转中心、扭转角度、扭转速度均独立受控，扭转变形精度得以提高的同时减小了局部变形抗力，提高叶片扭转成形速度，缩短成形时间；且空心叶片的截面数量、位置可依据不同空心叶片的具体外形尺寸而灵活设计，适于应用柔性工装，节省工装成本。上述扭转成形方法中，步骤c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度”包括，c1、分别确定每个所述初始截面的初始中心线及相应的所述扭转截面的扭转后中心线；c2、根据所述初始中心线和所述扭转后中心线，确定每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度。另外，所述初始截面的初始中心线为由所述初始截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线；相应的，所述扭转截面的扭转后中心线为由所述扭转截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线。这样，可得到对应于多个初始截面的多条初始中心线、以及相应的多个扭转截面的多条扭转后中心线，以便了解每个初始截面的变化。另外，各中心线由点拟合得到，可保证其有效性。各所述初始中心线与其相对应的所述扭转后中心线的交点也即各初始截面的扭转中心；各所述初始中心线与其相对应的所述扭转后中心线的夹角也即各初始截面扭转前后的扭转角度。所述扭转角度不大于90°。在上述扭转成形方法中，所述步骤“d、提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心叶片多截面扭转成形方法，其特征在于，包括以下步骤：a、生成空心叶片的毛坯模型、成品模型；b、于所述毛坯模型上形成多个平行于叶片榫头的上表面的初始截面，于所述成品模型的相应位置形成多个平行于叶片榫头的上表面的扭转截面；c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度；d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面；e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面。

【技术特征摘要】
1.一种空心叶片多截面扭转成形方法，其特征在于，包括以下步骤：a、生成空心叶片的毛坯模型、成品模型；b、于所述毛坯模型上形成多个平行于叶片榫头的上表面的初始截面，于所述成品模型的相应位置形成多个平行于叶片榫头的上表面的扭转截面；c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度；d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面；e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面。2.根据权利要求1所述的空心叶片多截面扭转成形方法，其特征在于，所述步骤“c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度”包括，c1、分别确定每个所述初始截面的初始中心线及相应的所述扭转截面的扭转后中心线；c2、根据所述初始中心线和所述扭转后中心线，确定每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度。3.根据权利要求2所述的空心叶片多截面扭转成形方法，其特征在于，所述初始截面的初始中心线为由所述初始截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线；相应的，所述扭转截面的扭转后中心线为由所述扭转截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线。4.根据权利要求3所述的空心叶片多截面扭转成形方法，其特征在于，所述扭转中心为所述初始中心线与所述扭转后中心线的交点；所述扭转角度为所述初始中心线与所述扭转后中心线的夹角。5.根据权利要求4所述的空心叶片多截面扭转成形方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明和，谢兰生，张涛，王伟锋，王宁，
申请(专利权)人：苏州明和行新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32