[发明专利]一种整体叶盘电解初成型加工轨迹参数的设计优化方法

摘要

本发明公开的一种整体叶盘电解初成型加工轨迹参数设计方法，属于电解加工技术领域。当电解初成型加工具有多个特征截面的整体叶盘时，通过UG软件对加工轨迹参数进行优化，能够快速地完成整体叶盘电解初成型加工轨迹参数的设计，得到的轨迹参数能够使得实际截面轮廓曲线比较均匀地将所有设计截面特征曲线包络，并且使分布在各个不同位置的加工余量较均匀，突破了整体叶盘加工轨迹参数的设计难题，便于后续加工，提高了加工效率，保证了加工产品的质量。

主权项

1.一种整体叶盘电解初成型加工轨迹参数的设计优化方法，其特征在于，是利用UG软件进行的，包括以下步骤：步骤1：将整体叶盘的设计截面特征曲线Ⅰ投影至平面M上，形成二维闭环曲线图L_Ⅰ；步骤2：作设计截面特征曲线Ⅰ的弦线T_Ⅰ，并过弦线T_Ⅰ的中点O_Ⅰ作弦线T_Ⅰ的垂线J_Ⅰ；作二维闭环曲线图L_Ⅰ的弦线W_Ⅰ，并过弦线W_Ⅰ的中点P_Ⅰ作弦线W_Ⅰ的垂线K_Ⅰ；步骤3：使中点O_Ⅰ与中点P_Ⅰ重合，垂线J_Ⅰ与垂线K_Ⅰ重合；分别测量中点O_Ⅰ与中点P_Ⅰ在X、Y、Z方向上的分量距离(S_XⅠ、S_YⅠ、S_ZⅠ)，垂线J_Ⅰ与垂线K_Ⅰ的夹角α₁；步骤4：将设计截面特征曲线Ⅱ、Ⅲ……N投影至平面M上，分别形成二维闭环曲线图L_Ⅱ、L_Ⅲ……L_N；作设计截面特征曲线Ⅱ、Ⅲ……N的弦线T_Ⅱ、T_Ⅲ……T_N，并过弦线T_Ⅱ、T_Ⅲ……T_N的中点O_Ⅱ、O_Ⅲ……O_N作弦线T_Ⅱ、T_Ⅲ……T_N的垂线J_Ⅱ、J_Ⅲ……J_N；作二维闭环曲线图L_Ⅱ、L_Ⅲ……L_N的弦线W_Ⅱ、W_Ⅲ……W_N，并过弦线W_Ⅱ、W_Ⅲ……W_N的中点P_Ⅱ、P_Ⅲ……P_N作弦线W_Ⅱ、W_Ⅲ……W_N的垂线K_Ⅱ、K_Ⅲ……K_N；通过平移、旋转，分别使中点O_Ⅱ、O_Ⅲ……O_N和中点P_Ⅱ、P_Ⅲ……P_N重合，垂线J_Ⅱ、J_Ⅲ……J_N和垂线K_Ⅱ、K_Ⅲ……K_N重合；再分别测量出中点O_Ⅱ、O_Ⅲ……O_N分别与中点P_Ⅱ、P_Ⅲ……P_N在X、Y、Z方向上的分量距离(S_XⅡ、S_YⅡ、S_ZⅡ)、(S_XⅢ、S_YⅢ、S_ZⅢ)……(S_XN、S_YN、S_ZN)，垂线J_Ⅱ、J_Ⅲ……J_N分别与垂线K_Ⅱ、K_Ⅲ……K_N的夹角α₂、α₃……α_n；步骤5：根据步骤3、步骤4得到的加工轨迹参数(S_XⅠ、S_YⅠ、S_ZⅠ)、(S_XⅡ、S_YⅡ、S_ZⅡ)……(S_XN、S_YN、S_ZN)，α₁、α₂……α_n，进行整体叶盘的电解初成型加工；步骤6：对电解初成型加工完成的整体叶盘进行检测，不满足工艺要求时，对加工轨迹参数进行优化；步骤7：通过插入样条曲线指令，并结合步骤6检测得到的数据，依次形成整体叶盘的实际截面轮廓曲线Ⅰ＇、Ⅱ＇……N＇；步骤8：通过显示和隐藏指令，显示整体叶盘的设计截面特征曲线Ⅰ，其余设计截面特征曲线全部隐藏；通过创建草图指令，将整体叶盘的设计截面特征曲线Ⅰ置于创建好的草图中；通过新建基准平面指令，使新建的基准平面与整体叶盘的设计截面特征曲线Ⅰ处于同一平面内；步骤9：通过直线指令，过整体叶盘设计截面特征曲线Ⅰ的进气边、排气边最远点，分别作弦线T_Ⅰ的垂线J_Ⅰ进、J_Ⅰ排；过整体叶盘实际截面轮廓曲线Ⅰ＇的进气边、排气边最远点，分别作弦线T_Ⅰ的垂线J_Ⅰ进＇、J_Ⅰ排＇；分别测量J_Ⅰ进与J_Ⅰ进＇的距离H_Ⅰ进，J_Ⅰ排与J_Ⅰ排＇的距离H_Ⅰ排；当H_Ⅰ进＞H_Ⅰ排时，通过平移指令，将整体叶盘实际截面轮廓曲线Ⅰ＇整体向整体叶盘进气边方向平移ΔX_Ⅰ＝(H_Ⅰ进+H_Ⅰ排)/2的距离，此时X轴方向的增量变化值为(H_Ⅰ进+H_Ⅰ排)/2；当H_Ⅰ进＜H_Ⅰ排时，通过平移指令，将整体叶盘实际截面轮廓曲线Ⅰ＇整体向整体叶盘排气边方向平移ΔX_Ⅰ＝(H_Ⅰ进+H_Ⅰ排)/2的距离，此时X轴方向的增量变化值为‑(H_Ⅰ进+H_Ⅰ排)/2；步骤10：根据步骤6检测得到的整体叶盘实际截面轮廓曲线Ⅰ的叶背部位最小加工余量H_Ⅰ背和叶盆部位最小加工余量H_Ⅰ盆，当H_Ⅰ背＞H_Ⅰ盆时，通过平移指令，将整体叶盘实际截面轮廓曲线Ⅰ＇整体向整体叶盘叶背方向平移ΔY_Ⅰ＝(H_Ⅰ背+H_Ⅰ盆)/2的距离，此时Y轴方向的增量变化值为(H_Ⅰ背+H_Ⅰ盆)/2；当H_Ⅰ背＜H_Ⅰ盆时，通过平移指令，将整体叶盘实际截面轮廓曲线Ⅰ＇整体向整体叶盘叶盆方向平移ΔY_Ⅰ＝(H_Ⅰ背+H_Ⅰ盆)/2的距离，此时Y轴方向的增量变化值为‑(H_Ⅰ背+H_Ⅰ盆)/2；步骤11：整体叶盘设计截面特征曲线Ⅰ不在实际截面轮廓曲线Ⅰ＇包络内或包络不均匀时，通过测量角度指令，测量设计截面特征曲线Ⅰ的弦线T_Ⅰ与实际截面轮廓曲线Ⅰ＇的弦线T_Ⅰ＇之间的夹角β_Ⅰ；通过旋转指令，以坐标原点为中心，将设计截面特征曲线Ⅰ旋转β_Ⅰ度，使其处于实际截面轮廓曲线Ⅰ＇的包络内，并且保证弦线T_Ⅰ与弦线T_Ⅰ＇平行，当设计截面特征曲线Ⅰ顺时针旋转时，C轴的增量变化值为+β_Ⅰ，当设计截面特征曲线Ⅰ逆时针旋转时，C轴的增量变化值为‑β_Ⅰ；步骤12：将得到的各增量变化值与原加工轨迹参数作加法，得到优化后的加工轨迹参数：X轴/mm：S_XⅠ±(H_Ⅰ进+H_Ⅰ排)/2，Y轴/mm：S_YⅠ±(H_Ⅰ背+H_Ⅰ盆)/2，Z轴/mm：S_ZⅠ，C轴/°：α₁±β_Ⅰ；然后采用步骤8～步骤11的方法，分别得到其它优化后的加工轨迹参数：S_XⅡ±(H_Ⅱ进+H_Ⅱ排)/2、S_YⅡ±(H_Ⅱ背+H_Ⅱ盆)/2、S_ZⅡ、α₂±β₂……S_XN±(H_N进+H_N排)/2、S_YN±(H_N背+H_N盆)/2、S_ZN、α_n±β_n；步骤13：根据步骤11、步骤12得到的加工轨迹参数，进行整体叶盘的电解初成型加工；步骤14：对电解初成型加工完成的整体叶盘进行检测，符合工艺要求，结束；如不满足工艺要求，则重复步骤1～步骤13，直到整体叶盘检测结果符合工艺要求。