一种近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法技术

本发明专利技术涉及一种近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，包括以下步骤：获取理论加工型面上的第一特征点、实际加工型面上的第二特征点并关联；进行实际加工型面向第一特征点的曲面变形；获取刀具切触点、刀轴矢量、曲面参数和刀轴角度的第一序列；计算每条切触线的最大弦长误差和最大残留高度；在实际加工型面上计算切触点和法向矢量，获取第三序列；对每个刀具切触点进行检查、调整和补全；旋转法向矢量为刀轴矢量；采用二次规划方法对刀轴矢量进行光顺优化，确定实际加工型面的刀具轨迹。该近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法的目的是解决近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整过程中偏差大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法
本专利技术涉及计算机辅助制造
，具体涉及一种近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法。
技术介绍
近净成形叶片，如空心叶片、精锻叶片、线性摩擦焊整体叶盘叶片和修复叶片等，在前序成形工序的影响下呈现出实际位置无法与工艺设计中的理论位置重合、加工型面与非加工型面交错等特点，造成加工型面实际形位与工艺设计中的理论形位不一致，难以保证加工光顺性和公差要求，需要针对性的重构加工型面加以解决。由于实际加工型面和理论加工型面之间存在一定的偏差，需要对实际加工型面重新进行数控加工轨迹规划，采用人工编程方法需要对每件近净成形叶片针对性的编制数控加工程序，难以适应大批量生产的需求。现有的方法主要采用距离法，将原数控加工程序的点位按照最近距离的方法映射到新加工型面上，同时将刀轴矢量加载到新刀位点上，这种方法存在一定的局限性：(1)理论加工型面和实际加工型面存在一定的偏差，可能存在多个原刀位点映射到同一个实际刀位点，造成刀具轨迹不正确；(2)刀位点调整过程不考虑实际加工型面的几何特性，实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取近净成形叶片的理论加工型面上的第一特征点P

【技术特征摘要】
1.一种近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取近净成形叶片的理论加工型面上的第一特征点Pg、实际加工型面上的第二特征点Rg，并关联所述第一特征点Pg和所述第二特征点Rg；
计算所述第二特征点Rg的曲面参数；
进行所述实际加工型面向所述第一特征点Pg的曲面变形；
获取理论刀位点文件中的刀具切触点、刀轴矢量、曲面参数和刀轴角度的第一序列{(CCi，ti):ui，vi，αi，βi}nom；
将所述第一序列{(CCi，ti):ui，vi，αi，βi}nom按照进给方向变换为第二序列{{(CCi,j，ti,j):ui,j，vi,j，αi,j，βi,j}j}nom；
计算每条切触线的最大弦长误差和最大残留高度；
依据所述第一特征点Pg的曲面参数，在所述实际加工型面上计算切触点和法向矢量，获取第三序列{{(CCi,j，ni,j，ej，hi):ui,j，vi,j}j}act；
依据所述最大弦长误差和所述最大残留高度，对每个所述刀具切触点进行检查、调整和补全；
依据前倾角和侧偏角，旋转所述法向矢量为所述刀轴矢量；
根据刀具半径和切触点，计算刀具中心点；
采用二次规划方法对所述刀轴矢量进行光顺优化，确定所述实际加工型面的刀具轨迹。


2.根据权利要求1所述的近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，其特征在于，所述获取近净成形叶片的理论加工型面上的第一特征点Pg、实际加工型面上的第二特征点Rg，并关联所述第一特征点Pg和所述第二特征点Rg，具体为：
所述第一特征点Pg包括第一边界角点Vnom、第一边界点Bnom、第一前缘点Lnom、第一前缘切点LCnom、LVnom、第一后缘点Tnom、第一后缘切点TCnom、TVnom和第一型值点Qnom；
所述第二特征点Rg包括第二边界角点Vact、第二边界点Bact、第二前缘点Lact、第二前缘切点LCact、LVact、第二后缘点Tact、第二后缘切点TCact、TVact和第二型值点Qact；
依据距离最小原则，关联所述第一边界角点Vact与所述第二边界角点Vnom；
将所述第一边界点Bnom拟合为参数曲线，按照所述第一边界点Bnom的曲线参数t，在所述实际加工型面的对应边界上按照所述曲线参数t进行获取所述第二边界点Bact；
依据距离最小原则，关联所述第二前缘点Lact、所述第二前缘点LCact、LVact、所述第二后缘点Tact、第二后缘切点TCact、TVact与所述第一前缘点Lnom、所述第一前缘切点LCnom、LVnom、所述第一后缘点Tnom、第一后缘切点TCnom、TVnom；
所述第二型值点Qact为所述第一型值点Qnom与所述实际加工型面的最近点。


3.根据权利要求1所述的近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，其特征在于，所述进行所述实际加工型面向所述第一特征点Pg的曲面变形，具体包括如下步骤：
建立所述实际加工型面向所述第二特征点Rg进行曲面变形的目标函数；
采用最小二乘法计算所述目标函数，获取变形曲面函数；
其中，所述目标函数为：



式中，F为目标函数，Pg为所述第一特征点，Rg为所述第二特征点，h为所述第二特征点Rg的数量，Δdij为所述实际加工型面的控制点增量，Ri,k；j,l为基函数，(ug，vg)为所述第二特征点Rg的曲面参数；
所述基函数为：



式中，ωi,j为控制点权值，Ni,k(u)(i＝0，1，...，m)和Nj,l(v)(j＝0，1，...，n)分别为u向k次和v向l次基函数；
所述变形曲面函数为：





4.根据权利要求1所述的近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，其特征在于，所述获取理论刀位点文件中的刀具切触点、刀轴矢量、曲面参数和刀轴角度的第一序列{(CCi，ti):ui，vi，αi，βi}nom，具体包括如下步骤：
获取所述理论刀位点文件中的刀具中心点序列和刀轴矢量序列{(CLi，ti):(xi，yi，zi，ii，ji，ki)}nom；
遍历所述刀具中心点序列{(CLi，ti)}nom，结合铣刀几何外形，计算刀具与变形曲面的切触点CCi及其曲面参数ui、vi和法向矢量ni；
建立局部坐标系，原点为当前切触点CCi，x轴为当前切触点CCi和下一切触点CCi+1，z轴为所述法向矢量ni，计算刀轴前倾角αi和侧偏角βi；
变换所述刀具中心点序列{(CLi，ti)}nom为所述第一序列{(CCi，ti):ui，vi，αi，βi}nom。


5.根据权利要求1所述的近净成形叶片重构型面刀具轨迹的调整方法，其特征在于，所述计算每条切触线的最大弦长误差和最大残留高度，具体包括如下步骤：
将{{(CCi,j，ti,j)}j}nom中每一列的切触点{CCi,j}拟合为切触线Cj(t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁悦，肖世宏，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11