【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机，具体涉及一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法。
技术介绍
1、航空发动机高温合金整体叶盘主要起压气作用，零件的加工质量对发动机气动性能、压气效率、整体寿命均起到重要作用。整体叶盘零件叶片尺寸精度和表面质量的要求很高，传统工艺方法叶片从毛坯到成品全部采用五坐标加工中心铣削实现，由于高温合金切削性差，加工刀具消耗大，导致刀具和设备成本均很高。为了降低刀具和设备成本，采用水切割工艺进行叶片粗加工去除叶身大部分余量，之后配合阵列磨抛工艺实现叶片表面精加工是未来可行方案。由于水切割加工后形成表面为直纹面，而零件叶片表面属于弯扭结合的样条曲面，直接采用设计模型进行水切割编程将导致刀轴矢量方向频繁突变且无法避免干涉，需要根据理论叶片曲面建立具有直纹面特征的水切割工艺模型。因此亟需合理设计叶片水切割工艺模型，保证水切割程序刀轴矢量平滑过渡且不产生干涉，同时，保证工艺模型的直纹面包含理论叶片曲面且余量均匀分布。
技术实现思路
1、针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法。通过合理设计叶片直纹面模型使整体叶盘水切割工序顺利进行，保证程序轨迹光顺且不产生干涉，进而减少五坐标铣削产生的刀具和设备成本，提高生产效率，为实现“水切割+阵列磨抛”替代五坐标铣加工的方案奠定基础。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，包括以下步骤：
5、步骤二、各截面与叶型相交获得一系列截面曲线；
6、步骤三、创建水切割模型的叶型轮廓线：选取步骤二中的一个截面曲线，在该截面内内建立与叶盆曲线相切的直线p'q'，以及平行于直线p'q'且与叶背相切的直线m'n'，直线m'n'与叶背曲线的切点记为点a；将直线p'q'和直线m'n'分别向外偏置一定距离，偏置后直线记为直线pq和直线mn，直线pq和直线mn分别为水切割工艺模型叶盆最大外轮廓线和叶背第一最大外轮廓线；连接点a和前、后缘点并向叶背方向偏置至与叶背曲线相切形成直线c'd'、直线e'f'，将直线c'd'和直线e'f'分别向外偏置一定距离，形成直线cd和直线ef，直线cd和直线ef分别为水切割工艺模型叶背第二、第三最大外轮廓线，最终形成该截面的水切割工艺叶型轮廓线dcefqp；
7、步骤四、将步骤二中的其他截面按步骤三的方法生成其他水切割工艺叶型轮廓线；
8、步骤五、根据每个截面生成的水切割工艺叶型轮廓线，采用通过曲线组的方法生生成叶型曲面，保证叶型曲面为直纹面；
9、步骤六、在流道曲线上，采用最大实体轮廓的方式建立流道的包络直线g'h'，通过直线g'h'向外偏置一定距离形成直线gh，直线gh为水切割工艺模型流道的外轮廓线，以直线gh代替理论流道曲线通过回转的方式生成盘体模型；
10、步骤七、对步骤五得到的叶型曲面与步骤六得到的直线gh进行布尔求和运算，并于交线处进行倒圆操作，完成整体叶盘水切割模型的建立；
11、步骤八、根据整体叶盘水切割工艺模型生成水切割程序并完成水切割开粗加工；
12、步骤九、将整体叶盘水切割工艺模型作为毛坯模型，将设计模型作为零件模型进行阵列磨抛编程，通过阵列磨抛工艺完成整体叶盘叶片表面的精加工。
13、进一步的，上述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，步骤一中截面数量为叶型设计模型截面数量的三倍。
14、进一步的，上述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，步骤三中直线p'q'、直线m'n'、直线c'd'、直线e'f'向外偏置的距离均为0.8mm。
15、进一步的，上述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，步骤六中直线g'h'向外偏置的距离为0.5mm。
16、进一步的，上述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，步骤八加工后叶型余量在0.35~0.6mm之间，流道余量在0.1~0.16mm之间，无过切现象。
17、本专利技术的优点及有益效果：
18、采用基于本专利技术的方案，可以完成整体叶盘叶片水切割工艺模型的合理构建，保证整体叶盘水切割程序刀轴变化光顺、不产生干涉、剩余余量均匀，进而实现利用水切割和阵列磨抛工艺组合代替五坐标铣削完成整体叶盘叶型的加工，提高整体叶盘粗加工阶段的生产效率，降低整体叶盘加工的刀具和设备成本，实现整体叶盘的高效低成本加工。同时本专利技术的方案在其它具有叶片结构的零件加工中也具有广阔的应用前景。
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1.一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，步骤一中截面数量为叶型设计模型截面数量的三倍。
3.根据权利要求1所述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，步骤三中直线P'Q'、直线M'N'、直线C'D'、直线E'F'向外偏置的距离均为0.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，步骤六中直线G'H'向外偏置的距离为0.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，步骤八加工后叶型余量在0.35~0.6mm之间，流道余量在0.1~0.16mm之间，无过切现象。
【技术特征摘要】
1.一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，步骤一中截面数量为叶型设计模型截面数量的三倍。
3.根据权利要求1所述的一种适用于整体叶盘阵列磨抛的叶片水切割工艺模型构建方法，其特征在于，步骤三中直线p'q'、直线m'n'、直线c'd'、直...
【专利技术属性】
技术研发人员：周雨辰，杨惠欣，邓录峰，单坤，陈雷，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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