[发明专利]一种用于数控抛光叶片型面的抛光轨迹确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及叶片抛光技术领域，具体为一种用于数控抛光叶片型面的抛光轨迹确定方法。

背景技术

在发动机尤其是航空发动机中，叶片作为受力最复杂的一种零件，叶片型面多为复杂自由曲面，叶身具有弯、宽、掠、扭、薄的特点。随着航空工业的发展，航空发动机所装用的叶片数量越来越多，工作条件越来越恶劣，随着气体动力性能要求提高，叶片空间曲面越来越复杂，诸多因素决定了叶片在铣削加工后叶片表面必须进行抛光加工，以满足越来越高的叶片型面加工要求。

当前国内叶片型面抛光主要采用的传统机械专用加工设备，由工人手工完成。这种加工方式不稳定，加工精度不高，叶片质量的一致性和移植性也都难以保证，人工抛光由于是一次加工到位，磨削余量大，加工残余应力也大，还容易造成叶片烧伤而破坏叶片材质的组织结构。而采用数控抛光技术是叶片加工技术的发展方向，但就目前叶片型面数控抛光技术而言，由于叶片型面是复杂自由曲面，难以精确确定数控抛光轨迹，导致无法控制数控抛光过程中叶片质量的一致性，因此迫切需要研究精确确定叶片型面数控抛光轨迹的方法。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于数控抛光叶片型面的抛光轨迹确定方法。

技术方案

为保证抛光过程中抛光轮与叶片型面保持良好的接触，在确定抛光轨迹方法中采用直纹面拟合逼近叶片型面，提高了抛光加工精度。

本发明的技术方案为：

所述一种用于数控抛光叶片型面的抛光轨迹确定方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1：通过三维CAD建模软件建立叶片的三维模型，以叶片流道线方向为u方向，与流道线垂直方向为v方向；沿v方向在建立的叶片三维模型上插入间隔不大于5mm的α条等参数线，采用α条等参数线扫掠出叶片型面曲面，得到叶片型面的参数化模型；

步骤2：沿u方向在步骤1得到的参数化后的叶片型面上插入β条等分线，将参数化后的叶片型面沿u方向等分成β-1段，其中每段宽度不大于抛光轮宽度的1/4；并在每条等分线上插入分段点，同一条等分线上相邻两个分段点沿等分线的距离不大于5mm；

步骤3：确定第k段参数化后的叶片型面的数控抛光轨迹：第k段参数化后的叶片型面由第β_k条和第β_k+1条等分线组成，其中第βk条等分线上有M个分段点，第β_k+1条等分线上有N个分段点；

步骤3.1：将第β_k条等分线上的第i个分段点与第β_k+1条等分线上的所有分段点连接，得到N条线段，沿第k段参数化后的叶片型面的法线方向测量每条线段与第k段参数化后的叶片型面的最大距离，得到最大距离集合L_N，取L_N中数值最小的一条线段作为第i个分段点的拟合线段；

步骤3.2：循环进行步骤3.1，直至得到第β_k条等分线上所有分段点的拟合线段，采用第β_k条等分线上所有分段点的拟合线段扫掠得到第k段参数化后的叶片型面的拟合直纹面；

步骤3.3：将拟合直纹面沿法线方向偏置抛光轮半径距离得到等距面；在等距面上沿u方向插入P条等距线，相邻两条等距线距离不大于抛光轮宽度的1/8；在每条等距线上插入接触点，同一等距线上相邻两个接触点距离不大于5mm，以接触点在加工坐标系中坐标作为抛光轮在叶片型面上的加工点坐标，以接触点处的主法线方向作为抛光刀轴的中心轴线矢量方向，从而确定了第k段参数化后的叶片型面的数控抛光轨迹；

步骤4：循环进行步骤3，直至得到所有β-1段参数化后的叶片型面的数控抛光轨迹。

本发明的优选方案，其特征在于：

步骤3.1：将第β_k+1条等分线上的第i个分段点与第β_k条等分线上的所有分段点连接，得到M条线段，沿第k段参数化后的叶片型面的法线方向测量每条线段与第k段参数化后的叶片型面的最大距离，得到最大距离集合L_M，取L_M中数值最小的一条线段作为第i个分段点的拟合线段；

步骤3.2：循环进行步骤3.1，直至得到第β_k+1条等分线上所有分段点的拟合线段，采用第β_k+1条等分线上所有分段点的拟合线段扫掠得到第k段参数化后的叶片型面的拟合直纹面；

有益效果