[发明专利]一种透平压缩机叶轮造型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造型方法，尤其涉及一种透平压缩机叶轮造型方法。

背景技术

叶轮是透平机械的关键零件，三维模型的质量直接影响其数控加工和CAE分析。通常情况下叶轮造型过程都是由叶片型线数据生成叶片，实体化叶片后阵列，最后进行叶片前缘倒角。这种方法建立的叶轮模型特征数量较多，更重要的是在一些局部（如叶片前缘）往往出现冗余的断线、断面，在造型过程中难免出现实体特征的交叉嵌入，叶轮通常绘制过程是将叶片实体化后与轮毂实体接触，由于尺寸误差等原因，为保证实体间能完整结合，需要将叶片向轮毂内部延伸后实体化，这就导致叶片实体和轮毂实体之间交叉嵌入，这些问题往往会影响到叶轮的制造精度和CAE分析的准确性。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种透平压缩机叶轮造型方法，通过曲面特征将叶轮所有的面合并成一个封闭的曲面组，实体化后生成叶轮，可有效提高叶轮的制造精度和CAE分析的准确性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种透平压缩机叶轮造型方法，其包括下列步骤：

通过点数据格式导入，生成线；

通过边界混合、旋转曲面、倒曲面圆角生成各个曲面； 

通过曲面延伸、裁剪、合并将叶轮的所有外部曲面合并成一个封闭的曲面组后，实体化得到叶轮。

上述透平压缩机叶轮造型方法，其中，通过数据点插值成曲线，边界线混合生成曲面，一系列叶轮曲面合并成一个封闭的曲面组，实体化后生成叶轮。

上述透平压缩机叶轮造型方法，其中，所述通过边界混合、旋转曲面、倒曲面圆角生成的曲面包括轮毂面、轮盖面、叶片吸力面、叶片压力面、轮背回转面以及曲面圆角。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、通过单曲面实体化得到模型，提升三维模型质量；

2、建立规范、简洁的特征树，可实现叶轮的参数化造型；

3、通过多个曲面的合并，解决叶轮断线、断面等质量问题，提升模型造型质量。

附图说明

图1是依据本发明一个具体实施例的，透平压缩机叶轮造型方法的流程示意框图。

具体实施方式

下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明实施例的叶轮造型顺序为： 

通过数据点插值成曲线，边界线混合生成曲面，一系列叶轮曲面合并成一个封闭的曲面组，实体化后生成叶轮，步骤如下：

点—线：通过点数据格式导入PROE生成曲线，包括轮毂回转线、轮盖回转线、叶片吸力面廓线、叶片压力面廓线；

线—面：选取曲面的轮廓曲线，通过边界混合依次生成叶片吸力面（suction surface）、叶片压力面（pressure surface）；建立回转轴，选取轮毂曲线、轮盖曲线，通过旋转曲面生成轮毂面（hub surface）、轮盖面(shroud surface)；通过完成倒圆角生成叶片前缘曲面，通过倒曲面圆角生成叶片根部圆角曲面；

面—体：延伸叶片吸力面、叶片压力面、轮毂面、轮盖面，裁剪曲面之间多余部分，并且合并叶片轮廓曲面，将叶轮的所有外部曲面合并成一个封闭的曲面组后，实体化得到叶轮。 合并过程注意顺序，依次为叶片吸力面、叶片前缘曲面、叶片压力面、轮盖面、轮毂面，合并后的曲面组务必保证封闭性，只有封闭的曲面组才能实体化。                 

本发明实施例消除叶片实体和轮毂实体之间交叉嵌入现象，本发明方法在叶轮过程中将叶片与轮毂进行了曲面合并后整体实体化，这样就不存在实体间交叉嵌入。

本发明实施例的叶轮造型过程需要注意以下几点：理解造型思路，所有的特征选择都是基于这个造型思想进行的；参照、基准要尽可能统一；整个造型过程需要灵活使用裁剪、合并、偏距等，且这些特征的使用顺序很重要；造型过程中相同的尺寸不应出现重复标注，应通过几何关系约束、参照等关联相同的尺寸，叶轮数据尺寸的减少意味着参数化程度的提高。

本发明实施例通过单曲面实体化得到模型，提升三维模型质量；建立规范、简洁的特征树，可实现叶轮的参数化造型；通过多个曲面的合并，解决叶轮断线、断面等质量问题，提升模型造型质量。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。