[发明专利]一种叶轮车削模型生成方法及计算机程序

说明书

本发明属于叶轮制造技术领域，且公开了一种叶轮车削模型生成方法，包括选择叶轮模型步骤；计算模型外轮廓线步骤；指定毛坯余量并偏置轮廓线步骤；以及生成车削模型步骤；还公开了一种叶轮车削模型生成计算机程序，所述程序包括指令，所述指令被计算机执行时，使所述计算机执行所述的叶轮车削模型生成方法。本发明通过先选择叶轮模型，然后计算模型外轮廓线，再指定毛坯余量并偏置轮廓线，最后生成车削模型的步骤方法生成叶轮车削模型，解决了传统模型生产不精确，模型生成过程太复杂，耗时过长等问题，同时应用本方法得到的模型，可使尽量多的材料用车削加工，减少了后续铣削步骤的切削量，提高了整体的加工效率，也减少了机床的损耗。

技术领域

本发明涉及叶轮制造技术领域，具体涉及一种叶轮车削模型生成方法及计算机程序。

背景技术

叶轮作为动力机械 的关键部件，广泛应用于航天航空，压缩机等领域，其加工技术一直是制造业中的一个重要课题。随着新兴技术的发展，为了满足高速、高推重的要求，在现代设计中大量采用整体结构叶轮。而整体叶轮的加工则是一个更加复杂的问题。其办法由最初的铸造成型后修光，后来的石蜡精密铸造，电火花加工一直到现在的五轴数控机床。整体叶轮的材料一般有铝合金、不锈钢、钛合金等，因此在工艺安排上为了提高整体叶轮的强度，毛坯一般采用锻压件，然后进行基准面的车削加工，加工出叶轮回转体的基本形状。因此，在进行车削加工前，需要确定一个精确的车削模型，以用于生成准确的车削刀具轨迹，同时还可作为后续铣削的毛坯使用。

为了解决这个问题，技术人员一般是做一个包含整体叶轮模型的回转体，以此作为车削的工件模型，但是这种回转体在铣削加工时需要切削大量的材料，加工效率很低。即使借助先进的CAD/CAM软件，也只能生成一个和叶轮模型轮廓相似的回转体，如果要达到精确的模型，需要耗费大量的时间和精力，同时还需要熟练运用三维造型软件。所以需要一种精确生成叶轮车削模型的方法及操作方式，使车削模型生成更精确，安装及操作更简单。

发明内容

为此，本发明提供一种叶轮车削模型生成方法及计算机程序，以解决现有技术中由于车削工件模型尺寸不精确而导致的切削量大，加工效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种叶轮车削模型生成方法，包括选择叶轮模型步骤；计算模型外轮廓线步骤；指定毛坯余量并偏置轮廓线步骤；以及生成车削模型步骤。

根据本发明的第一方面的内容，可以有效解决传统模型生产不精确，模型生成过程太复杂，耗时过长等问题，同时应用本方法得到的模型，减少了后续铣削步骤的切削量，提高工作效率。

进一步地，所述选择叶轮模型步骤即预先确定最终目标叶轮模型，通过计算机辅助软件打开并查看。

进一步地，所述计算模型外轮廓线步骤包括如下算法流程：

a1）以叶轮底面为XY平面，叶轮回转中心线为Z轴，建立三维坐标系；

a2）根据叶轮的高度及精度分层；

a3）从最高处至最低处分别用平面和叶轮相交；

a4）计算每层上所有的交线距离叶轮回转中心距离最大的点；

a5）以回转中心和该点的距离为半径做圆；

a6）计算圆与XZ平面沿X轴正方向上的交点；

a7）用样条线拟合每一层上的交点；

a8）生成轮廓线。

进一步地，所述外轮廓线包含叶轮进气边，叶顶线，出气边以及其他部位的最小包络线。

进一步地，所述指定毛坯余量并偏置轮廓线步骤中，首先设置余量值，对叶轮模型相应的轮廓线进行偏置，并对初步偏置后的结果进行相交检查，当偏置轮廓线相交时，计算交点，并在交点处截断曲线。