[发明专利]一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法

说明书

技术领域

本发明提供一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法，它是一种用于宽行数控加工中用于刀轨规划的工件曲面的离散方法，它涉及一种宽行数控加工中离散刀位点的选取方法，属于曲面数控加工技术领域。

背景技术

等参数线法是数控加工中常用的刀轨规划方法之一，该方法主要是让刀具沿着工件曲面的一个参数方向运动。等参数线法依赖于曲面的参数化。

在常用的CAM系统中，曲面造型一般采用的是弧长参数化，该种参数化方法没有考虑到曲面的弯曲情况，因此可能会产生参数线扭曲或者波动的情况，不利于实际加工。而基于曲率线网的参数化方法能够很好的兼顾曲面的局部弯曲特征，但是在实际的复杂曲面时，曲面的局部造型误差会影响到曲率线的全局走势，从而很难得到可信的曲率线网格。

在实际的宽行加工编程系统中，一般先对工件曲面进行离散。传统的曲面离散方法中，均匀离散方法是直接在选取均匀参数网格，非均匀离散方法则主要是通过曲面的局部特征(如弧角变化)来调整离散网格的密度。上述传统的曲面离散方法都是基于曲面既有参数进行离散的，没有解决曲面参数线扭曲的所带来的问题。

一般叶片曲面的参数线扭曲一般发生在进排气边附近，而进排气边附近的圆弧过渡的中心位置处的曲率线走势因其两个主曲率差距大而一般比较稳定，受曲面造型的误差影响较小，而且该处的曲率线一般不会发生扭曲和翻越叶盆叶背的情况，具有叶盆叶背“分界线”的特点。本专利申请考虑了曲面参数线扭曲的情况，结合叶片曲面的上述特征，提出一种基于有限条曲率线的重新参数化方法。并且给出在重新参数化的基础上对曲面进行离散的过程。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法，用以解决叶片进排气边附近参数线扭曲造成的刀轨波动问题。

2、技术方案：本发明主要是通过以下技术方案来实现。

本发明一种基于曲率特征的叶片曲面统一离散方法，它包括以下步骤：

步骤一选定一个有代表性的截面线r，确定其上进排气边圆弧段的中心点B₁，B₂位置。具体过程如下：

选定叶片的某一条等参数线S(u，v₀)作为叶片的一条截型线(如图2中标示有点的截型线所示)，计算该截型线的曲率分布

k(u)=L(u,v0)E(u,v0),]]>

其中L(u，v₀)＝S_uu(u，v₀)·n(u，v₀)，E(u，v₀)＝S_u(u，v₀)·S_u(u，v₀)，n(u，v₀)为曲面在点(u，v₀)处的单位法矢。如图4所示，函数k(u)随着u的从小到大的会由两个突变，不妨设给定阈值系数F，定义当k(u)≥F×k₀时，u处于突变位置之内。分别记录第一个突变的起始位置U_1s和终止位置U_1e，第二个突变的起始位置U_2s和终止位置U_2e。定义运算