[发明专利]一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法

说明书

本申请提供了一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法，其特征在于，所述的方法包括，(1)以若干个位于叶片上不同位置的点及各点的余量值为基础，得到初始余量控制点，构建初始余量控制点网格；(2)通过对初始余量控制点进行预处理，采用光顺过渡的方法，获得叶片上任意非余量控制点处的余量。本申请的一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法，在不需要修改原始模型的情况下实现精加工任意位置非恒定误差刀位便捷补偿方法。有效解决了整体叶盘类零件采用恒定余量补偿误差，难以有效补偿非恒定的误差；或根据误差分布采用修改原始模型的方式进行误差补偿，导致编程周期长、对编程人员要求高且编程复杂，难以普遍采用的问题。

技术领域

本申请涉及航空发动机整体叶盘数控铣削加工制造技术，尤其涉及一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法。

背景技术

叶盘类零件是航空航天发动机的核心部件，整体式叶盘零件可以提高发动机的气动性能和工作可靠性，针对该类零件国内外广泛采用多轴数控铣削加工。整体叶盘类零件加工精度高、加工时易变形，容易导致最终成型表面存在较大误差。为了达到严格的精度，应当避免产生或减小加工误差，提高产品合格率。

加工成型表面误差主来自于：加工中由于刚度不足叶片或刀具存在变形、刀具磨损。随着加工过程的进行，材料被逐渐去除，加工系统的刚度也会逐渐发生变化，刀具磨损逐渐加大。因此产生的误差一般不是恒定或接近恒定的，而是在叶片上的不同部位具有不同的误差。

目前，针对整体叶盘类零件五轴数控铣削加工误差补偿方法大致有三种，方法1，是恒定余量补偿，恒定余量无法补偿叶片上不同部位的不同误差值；方法2，在流道之间加入填充物(如橡皮泥)，以提高叶片加工时刚度从而减小变形、减小误差，但无法消除刀具磨损、刀具变形引起的误差；方法3，根据误差分布反向修改原始模型，对原始几何模型预先反向变形，起到反向补偿作用，然后根据修改后的模型重新生成刀路完成加工。

采用恒定余量补偿是，难以有效补偿非恒定的误差。通过在流道之间添加填充物的方式，虽然可以一定程度上避免加工误差，但需要额外的辅助材料及加工步骤，降低了加工效率，且难以补偿所有误差。通过修改原始模型根据试验误差分布预先反向补偿的方法，导致编程周期长、对编程人员要求高且编程复杂，难以普遍采用。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法，其特征在于，所述的方法包括，(1)以若干个位于叶片上不同位置的点及各点的余量值为基础，得到初始余量控制点，构建初始余量控制点网格；(2)通过对初始余量控制点进行预处理，采用光顺过渡的方法，获得叶片上任意非余量控制点处的余量。

优选地，所述的步骤(1)具体为，

(1.1)定义位于叶片曲面上的任意一点的位置与该点的余量值的组合为余量控制点，通过在叶片上设置有限个余量控制点，并在这些控制点之间光滑变化余量来实现对叶片上任意点非恒定余量补偿；

(1.2)定义叶片的两个参数方向分别为U、V，参数定义域为u∈[0,1],v∈[0,1]，定义一个余量控制点表示为Q(u,v,C)，其中u、v表示控制点的位置，C表示控制点的余量；

(1.3)在参数空间内，求解所有余量控制点的凸包得到凸多边形，定义该凸多边形为L(P₀,P₁,…,P_n-1)，其中(P₀,P₁,…,P_n-1)表示凸多边形的n个顶点，在凸多边形内部以所有余量控制点为顶点划分三角形，定义该三角网格区域为A，区域A是矩形参数域的一个子区域。

优选地，所述的步骤(2)具体为，