[发明专利]一种基于非均匀余量的增强薄壁叶片工艺刚度的方法

摘要

本发明公开了一种基于非均匀余量的增强薄壁叶片工艺刚度的方法；从薄壁叶片精加工前调节毛坯工艺刚度的角度出发，按照该方法进行铣削加工能有效控制薄壁叶片机加工变形，减小加工误差；由于叶片在铣削力的作用下产生的变形主要在叶片的法向方向,通过分析叶片各点在施加相同切削力下的变形量，研究、找出叶片在铣削条件下的各点刚度，以及整个叶片的刚度变化趋势，在此基础上对叶片精加工余量分布方法进行优化，减少薄壁叶片精加工过程中的切削变形。本发明从加工切削力优化和工件刚度优化两个方面提高其切削过程的稳定性,解决了薄壁叶片数控铣削精加工刚度不足引起的变形问题。

主权项

一种基于非均匀余量的增强薄壁叶片工艺刚度的方法，其特征在于包括以下步骤:步骤1.采用有限元分析法对薄壁叶片进行变形分析，分别在薄壁叶片的叶背和叶盆上选取u×v节点,定义沿叶片轴向为U向，沿叶片截面线方向为V向，u×v个节点在U,V方向等参数分布，在各节点上施加一定的切削力，获得薄壁件在该切削力下各点的变形情况；步骤2.根据各节点变形量与切削力和切削深度之间基本呈线性关系，构造以薄壁件变形量为自变量的线性函数来计算切削余量；由于切削变形量较小，定义变形量放大系数α,使变形量δ用来对薄壁件进行余量λ构造，以提高工件刚度，定义如下：λ=K+αδ(1)其中K为常数；步骤3.根据薄壁叶片实际加工情况，在对应的最小变形量δmin的第um截面线第vn节点确定最大精加余量λmax，对应最大变形量δmax的第ug截面线的第vh节点确定最小精加工余量λmin；根据方程组两组解(δmin,λmax)、(δmax,λmin)确定系数K,α，并计算出u×v个节点对应的余量值；步骤4.将得到切削余量分别加载到各个载荷结点上，得到这些结点精加工非均匀余量值；步骤5.沿薄壁件轴向方向每一个截面线上一组余量分布参数点，作为控制点，构造三次样条曲线L1、L2、L3…Lu，光顺后即可作为薄壁件在这一截面高度精加工余量轮廓线；步骤6.将得到的曲线通过扫掠方法构成面，得到由非均匀余量方法构造的精加工前叶片曲面。