叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法技术

本发明专利技术属于叶片类零件光整加工技术领域，解决了叶片类零件叶盆和叶背表面加工不均匀、近排气缘过抛、型面精度难以保证等问题。提供了一种叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法，构建叶片表面均匀性评价模型；基于仿真和实验结果获得叶片表面不同位置所受法向力的分布特征；通过改变容器局部结构，得到基于“器壁效应”反馈的叶片各位置法向力分布，通过排列组合和叶片表面均匀性评价模型优选，反求出容器各个位置的离散点；采用B样条曲线将离散点连接为光滑闭合曲线，反求出基于叶片表面法向力均匀分布的容器边界。本发明专利技术能够在不破坏叶片型面精度的前提下，实现叶片表面材料的均匀去除，综合提高薄壁类零件的均匀性和表面完整性。匀性和表面完整性。匀性和表面完整性。

【技术实现步骤摘要】
叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法


[0001]本专利技术属于叶片类零件光整加工
，具体涉及一种叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法。

技术介绍

[0002]叶片作为航空发动机中能量转换和数量最多的核心部件，长期工作于离心载荷、热应力和腐蚀的极端恶劣环境中，其制造品质直接影响着发动机的服役性能和寿命。叶片经精锻或精铸加工成形后，仍存在表面粗糙度Ra较大，部分区域有“高点”等缺陷，需在不破坏其型面精度的前提下通过各种抛磨技术使表面粗糙度Ra下降至0.4μm以下。由于叶片类零件具有弯、扭、掠等任意交叠的空间曲面、弱刚性、难固定等特征，使得目前各类抛磨工艺在加工叶片时存在可达性差、抛磨效率低、加工均匀一致性差、前后缘易过抛等问题。
[0003]目前企业中主要采用砂带、毡轮等工具进行手工抛光，存在人工定位随机性大、抛磨力难以控制、叶片型面精度难以保证、对操作人员的身体健康危害性大等缺点。传统的离心式、旋流式、立式振动式工艺在加工自由曲面类零件时，往往将工件自由放置在容器中，易造成了迎料面和背料面加工不均匀、近排气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建基于法向力均等分布的叶片表面均匀性评价模型；S2：基于叶片的结构特征，将叶片沿弦长方向和叶身长度方向以单颗颗粒尺寸为区间划分数据块，数据块沿弦长方向分布组，沿叶身长度方向分布组，并构建容器初始构型；S3：根据叶片的运动特征，将加工过程划分为个阶段，每个阶段下容器的局部构型数量用变量表示，对不同局部构型下的容器进行离散元仿真，获得叶片在不同阶段下不同局部构型的叶片各个位置所受法向力的分布特征；S4，依据模拟结果，采用排列组合方法以叶片表面均匀性评价模型计算不同转动阶段下局部构型的最优组合，基于最优组合得到局部构型对应的容器边界离散点坐标；S5：将不同阶段的离散点坐标采用B样条曲线拟合求解，形成基于B样条曲线的容器截面曲线；S6：将容器的截面曲线沿容器长度方向进行放样，得到最终的容器构型并再进行离散元仿真进行验证，若不满足均匀性要求返回至步骤S2并重复步骤S2
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S6直至满足叶片的均匀性要求，获得最终的容器构型。2.根据权利要求1所述的叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法，其特征在于：步骤S3中，固定叶片在容器中的初始位置不变，改变不同阶段容器器壁与叶片间的距离，对叶片类零件滚磨光整加工工艺进行离散元仿真。3.根据权利要求2所述的叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法，其特征在于：容器器壁距叶片的距离的单次改变量为单层颗粒的厚度。4.根据权利要求2所述的叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法，其特征在于：在叶片加工的某一阶段，当容器局部结构相较于初始构型向内或向外的变化量为时，以作为叶片表面每个数据块内提取的法向力的数值范围，将其以为区间划分为个区间，并统计每个区间段内的频数，得到每个数据块内某段时间内颗粒群作用于叶片表面的法向力分布，按照向量的形式表达为：式中，为容器局部结构相较于初始构型向内或向外变化量为时第个数据块内法向力分布的向量表达；为第个数据块内第一个区间法向力的频数，以此类推。5.根据权利要求4所述的叶片类零件滚磨光整加工均匀去除的容器构型反求方法，其特征在于：为单颗颗粒尺寸；若颗粒的形状为球形时，对应的为球形颗粒的直径；若颗粒的形状为棱柱形时，对应的为棱柱形颗粒的棱边...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀红，王嘉明，马晓龙，李文辉，王德龙，程思源，杨胜强，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：