[发明专利]一种叶片辊轧模具进、排气边缘型面的设计方法

说明书

技术领域：

本发明涉及叶片辊轧制造技术和模具设计技术领域，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。

背景技术：

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。

发明内容：

本发明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。本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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，本发明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。

具体实施方式：

实施例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。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；