一种叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法技术

一种叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法，三维计算机辅助设计软件作为设计平台；具体要求是：首先根据给定截面数据对应得到样条曲线；在每个截面上确定进、排气边缘圆弧的中点，绘制样条曲线的内切圆；用直线连接圆弧中点和内切圆圆心，新绘制直线与Ｘ轴方向的夹角为α进、α排；将各截面中进、排气边缘圆弧的中点先沿Ｘ轴分别向两端平移，后沿Ｙ轴方向分别向两端平移；将移动后的点先沿Ｙ轴方向分别向上、向下平移Ｂ，形成两个点；做相对盆背截面的切线；曲线合并，将光顺后的样条曲线作为辊轧模具的截面，最终形成辊轧模具的型面。本发明专利技术设计的型面边缘比较光顺，辊轧效果良好，减少了人工修模，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及叶片辊轧制造技术和模具设计
，特别提供了一种叶片辊轧模 具进、排气边缘型面的设计方法。
技术介绍
现有技术中，叶片无余量精密冷辊轧是一种先进的叶片型面加工方法，由于其制 造成本低、生产效率高以及可实现产品的组织性能较常规制造工艺更为优异等特点，倍受 发达国家的重视。对此，以俄罗斯各大航空发动机制造公司为代表的新型发动机高压压气 机叶片的制造几乎全部为“精密毛料+无余量辊轧”工艺。在叶片辊轧模具的设计中，辊轧模具型面的边缘处理是非常重要的，如果边缘的 设计不合理，将要在叶片的进、排气边缘出现高低起伏的波纹，甚至出现边缘裂纹。对于型 面变化较小的叶片，原有的边缘设计是在二维绘图软件中进行的，存在单截面延伸处理、单 截面光顺、相邻截面之间不相关的缺陷，对于型面变化较小的叶片，此种设计方法缺陷不是 很明显，但对于具有型面曲率变化大、前弯后掠、大扭角、进排气边缘成腰鼓形且局部厚度 薄等特点的发动机的叶片就无法使用。因此，人们期望获得一种技术效果更好的叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种技术效果更好的叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计 方法。本专利技术基于三维的绘图软件的平台上所进行的辊轧模具边缘，代替原有的采用二维 绘图软件(常规的CAD软件皆可)进行边缘型面设计方法，解决设计过程中截面之间不不 相关的缺陷。本专利技术充分利用计算机辅助设计软件，实现辊轧模具边缘设计，代替原有的采用 二维设计中的边缘型面设计方法，解决了设计过程中截面之间不相关的重大缺陷。本专利技术，基于三维计算机辅助设 计软件作为设计平台进行辊轧模具边缘的设计，其特征在于所述叶片辊轧模具进、排气边 缘型面的设计方法具体要求是1)首先根据叶片设计图所给定的截面数据在三维计算机辅助设计软件中对应得 到与所有截面数据相应的样条曲线；将叶片进、排气方向设定为X轴方向，叶片盆、背方向设定为Y轴方向，叶身方向为 Z轴方向；2)在绘制的每个截面上确定进、排气边缘圆弧的中点，分别在距离进、排气边缘 3 4mm处绘制样条曲线的内切圆；3)用直线连接圆弧中点和内切圆圆心，新绘制的直线与X轴方向的夹角记为α进、α排；4)将各截面中进、排气边缘圆弧的中点，先沿X轴分别向两端平移距离A，A = 2 3mm，后沿Y轴方向分别向两端平移距离为AXtg α进和AXtg α排；5)将移动后的点先沿Y轴方向分别向上、向下平移距离B，B = 0.05 0.3mm，形 成两个点；6)过上一步骤新生成的点做相对盆背截面的切线，删除切点以外与进、排气之间 的样条曲线；7)使用曲线合并功能形成新样条曲线；8)将光顺后的样条曲线作为辊轧模具的截面，最终形成辊轧模具的型面。本专利技术所述叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法中，在步骤1)中，根据叶 片设计图所给定的截面数据对应得到与所有截面数据相应的样条曲线具体要求为三阶曲 线；将叶片设计图所有截面绘制样条曲线后，要求分别放置于不同的图层；。另外，所述叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法中，在步骤7)中，应用计算 机辅助设计三维软件的曲线光顺的功能，进行曲线合并要求形成新样条曲线的具体点数 为30 50个，公差为0. 02mm。相对于现有技术而言，本专利技术采用三维的绘图软件进行设计，针对对应的叶片形 成了一种可操作性很强的叶片辊轧模具进、排气边缘的具体设计方法，该方法所设计的叶 片边缘具有良好的辊轧性能。采用上述方法设计的型面边缘比较光顺，辊轧效果良好，减少 了人工修模，降低了生产成本。附图说明图1为叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法中坐标系原理图；图2为叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法说明图之一；图3为叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法说明图之二。具体实施例方式实施例1，基于三维计算机辅助设计软件 作为设计平台进行辊轧模具边缘的设计。参照附图1、2、3.所述叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法具体要求是1)首先根据叶片设计图所给定的截面数据在三维计算机辅助设计软件中对应得 到与所有截面数据相应的样条曲线；根据叶片设计图所给定的截面数据对应得到与所有截面数据相应的样条曲线具 体要求为三阶曲线；将叶片设计图所有截面绘制样条曲线后，要求分别放置于不同的图层；ο将叶片进、排气方向设定为X轴方向，叶片盆、背方向设定为Y轴方向，叶身方向为 Z轴方向；2)在绘制的每个截面上确定进、排气边缘圆弧的中点，分别在距离进、排气边缘 3 4mm处绘制样条曲线的内切圆；3)用直线连接圆弧中点和内切圆圆心，新绘制的直线与X轴方向的夹角记为α进、α排；4)将各截面中进、排气边缘圆弧的中点，先沿X轴分别向两端平移距离Α，Α = 2 3mm，后沿Y轴方向分别向两端平移距离为AXtg α进和AXtg α排；5)将移动后的点先沿Y轴方向分别向上、向下平移B，B = 0.05 0.3mm，形成两 个占.I /… 6)过上一步骤新生成的点做相对盆背截面的切线，删除切点以外与进、排气之间 的样条曲线；7)使用曲线合并功能形成新样条曲线；具体是应用计算机辅助设计三维软件的 曲线光顺的功能，进行曲线合并要求形成新样条曲线的具体点数为30 50个，公差为 0. 02mm ；8)将光顺后的样条曲线作为辊轧模具的截面，最终形成辊轧模具的型面。实施例2本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处在于步骤2、绘制每个截面的上确定进、排气边缘圆弧的中点，分别在距离进、排气边 缘3. 4mm处绘制样条曲线的内切圆；步骤4)将各截面中进、排气边缘圆弧的中点，先沿X轴分别向两端平移距离A，A =2. 3mm，后沿Y轴方向分别向两端平移距离为AXtga进和AXtg α排；步骤5)将移动后的点先沿Y轴方向分别向上、向下平移B，B = 0. 15mm，形成两个 点；当B = 0. 15mm时，进验证效果较好；步骤7)使用曲线合并功能形成新样条曲线；具体是应用计算机辅助设计三维 软件的曲线光顺的功能，进行曲线合并要求形成新样条曲线的具体点数为42个，公差为 0. 02mmo本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法，基于三维计算机辅助设计软件作为设计平台进行辊轧模具边缘的设计，其特征在于：所述叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法具体要求是：１）首先根据叶片设计图所给定的截面数据在三维计算机辅助设计软件中对应得到与所有截面数据相应的样条曲线；将叶片进、排气方向设定为Ｘ轴方向，叶片盆、背方向设定为Ｙ轴方向，叶身方向为Ｚ轴方向；２）在绘制的每个截面上确定进、排气边缘圆弧的中点，分别在距离进、排气边缘３～４ｍｍ处绘制样条曲线的内切圆；３）用直线连接圆弧中点和内切圆圆心，新绘制的直线与Ｘ轴方向的夹角记为α进、α排；４）将各截面中进、排气边缘圆弧的中点，先沿Ｘ轴分别向两端平移距离Ａ，Ａ＝２～３ｍｍ，后沿Ｙ轴方向分别向两端平移距离为Ａ×ｔｇα进和Ａ×ｔｇα排；５）将移动后的点先沿Ｙ轴方向分别向上、向下平移距离Ｂ，Ｂ＝０．０５～０．３ｍｍ，形成两个点；６）过上一步骤新生成的点做相对盆背截面的切线，删除切点以外与进、排气之间的样条曲线；７）使用曲线合并功能形成新样条曲线；８）将光顺后的样条曲线作为辊轧模具的截面，最终形成辊轧模具的型面。

【技术特征摘要】
1.一种叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法，基于三维计算机辅助设计软件作 为设计平台进行辊轧模具边缘的设计，其特征在于所述叶片辊轧模具进、排气边缘型面的 设计方法具体要求是1)首先根据叶片设计图所给定的截面数据在三维计算机辅助设计软件中对应得到与 所有截面数据相应的样条曲线；将叶片进、排气方向设定为X轴方向，叶片盆、背方向设定为Y轴方向，叶身方向为Z轴 方向；2)在绘制的每个截面上确定进、排气边缘圆弧的中点，分别在距离进、排气边缘3 4mm处绘制样条曲线的内切圆；3)用直线连接圆弧中点和内切圆圆心，新绘制的直线与X轴方向的夹角记为αa、α排；4)将各截面中进、排气边缘圆弧的中点，先沿X轴分别向两端平移距离Α，Α= 2 3mm， 后沿Y轴方向分别向两端平移距离为AXtga进和AXtg α排；5)将移动后的点先沿Y轴方向分别向上、向下平移距离B，B= 0. 05 0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李深亮，刘随建，张会，李玉波，
申请(专利权)人：沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]