一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：S1.根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成葉片實(shí)體模型、根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)生成流道片體模型；S2.在靜葉調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)；S3.流道片體模型切割葉片實(shí)體模型的葉尖，得到最終的葉尖形狀；S4.將切割后得到的的葉片模型進(jìn)行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點(diǎn)擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線。根據(jù)本發(fā)明方法獲得的葉尖型線，結(jié)合數(shù)控機(jī)床進(jìn)行編程加工，生產(chǎn)出來的可轉(zhuǎn)靜葉在轉(zhuǎn)動工作過程中不會與機(jī)匣流道發(fā)生干涉；單個葉片的葉尖型線一致性好，間隙一致；葉尖間隙可以達(dá)到允許范圍內(nèi)的最小值，保證壓氣機(jī)的最佳性能水平；無需修磨，可直接裝機(jī)使用。
【專利說明】一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓氣機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]為了提高航空發(fā)動機(jī)在非設(shè)計(jì)狀態(tài)下的穩(wěn)定工作范圍，壓氣機(jī)前幾級靜子葉片一般設(shè)計(jì)成可以旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)形式，這就要求發(fā)動機(jī)工作時可轉(zhuǎn)靜葉在允許的角度范圍內(nèi)可以自由轉(zhuǎn)動，而不與機(jī)匣流道發(fā)生干涉。同時，為了確保壓氣機(jī)的性能水平，可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖與機(jī)匣之間的間隙宜越小越好。
[0003]目前可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法是根據(jù)已有型號的研制經(jīng)驗(yàn)，給定一個較小的葉尖間隙以確定葉尖型線，數(shù)控加工成型后，總裝時再進(jìn)行適當(dāng)修磨，保證可轉(zhuǎn)靜葉在允許的角度范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。現(xiàn)有的技術(shù)需要手工修磨、費(fèi)時費(fèi)力，且修磨后不易檢測；每個葉片的葉尖型線有差異，導(dǎo)致葉尖間隙不同；無法獲得最小的葉尖間隙，壓氣機(jī)性能也無法達(dá)到最佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)加工后的靜葉葉尖需要修磨、性能差的缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供所述方法的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
提供一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，采用實(shí)體模型旋轉(zhuǎn)切割的方法獲得最終的葉尖型線，包括以下步驟:
51.根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成葉片實(shí)體模型、根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)生成流道片體模型；
52.在靜葉調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)；
53.流道片體模型切割葉片實(shí)體模型的葉尖，得到最終的葉尖形狀；
54.將切割后得到的的葉片模型進(jìn)行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點(diǎn)擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線。
[0007]其中，SI所述根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成的葉片實(shí)體模型是在仿真軟件中生成的與葉片加工實(shí)物完全一致的理想模型；同樣的葉型數(shù)據(jù)輸入數(shù)控機(jī)床和仿真軟件得到的是一摸一樣的葉片。但是，實(shí)際上在本發(fā)明方案中，根據(jù)葉型數(shù)據(jù)在仿真軟件中得到的葉片實(shí)體模型靠近機(jī)匣的一端的長度是沒有得到限制的，因?yàn)槲覀兊哪康氖峭ㄟ^仿真軟件模擬加工得到最后的葉尖型線，即未對葉尖進(jìn)行處理。而現(xiàn)有技術(shù)通過數(shù)控機(jī)床加工的葉片是已具有一定的葉尖型線的，但是現(xiàn)有技術(shù)加工出的葉尖加工出來后還需進(jìn)行人工修磨，并不是最終的葉尖型線。
[0008]所述根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)生成的流道片體模型是在仿真軟件中生成的與機(jī)匣流道形狀完全一致的理想模型，然后用流道片體模型對葉片實(shí)體模型進(jìn)行切割。
[0009]設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出的葉型數(shù)據(jù)為一些坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在進(jìn)行數(shù)控加工時，將這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)(即葉型數(shù)據(jù))輸入，數(shù)控機(jī)床即可加工出葉片實(shí)體；在仿真軟件進(jìn)行模擬加工時也是將葉型數(shù)據(jù)輸入，仿真軟件生成葉片實(shí)體模型。同理，流道片體模型的生成，也是將設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出的機(jī)匣流道數(shù)據(jù)輸入仿真軟件得到。
[0010]進(jìn)一步地，所述流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)停留次數(shù)可以盡量多，優(yōu)選地，所述流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)每旋轉(zhuǎn)1°停留一次，獲得位置最低的葉尖型線。
[0011]本發(fā)明同時提供一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，完成步驟S1- S4后，根據(jù)獲得的所述最終的葉尖型線，進(jìn)行數(shù)控編程加工，加工出的可轉(zhuǎn)靜葉可直接裝機(jī)使用。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明打破本領(lǐng)域長期以來可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法中的經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)和手工修磨的技術(shù)局限，提供了一種采用實(shí)體模型旋轉(zhuǎn)切割的方法獲得最終的葉尖型線，克服了手工修磨費(fèi)時費(fèi)力且修磨后不易檢測的缺點(diǎn)，單個葉片的葉尖型線一致性好，間隙一致，葉尖間隙可以達(dá)到允許范圍內(nèi)的最小值，保證壓氣機(jī)性能的最佳性能水平。
[0013]基于本發(fā)明方法，可以使用最終獲得的葉片模型進(jìn)行仿真模擬，可靠性較高加工、檢測方便。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明結(jié)合數(shù)控編程加工，加工成型后的可轉(zhuǎn)靜葉無需修磨，可直接裝機(jī)使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
圖1是靜葉與流道位置關(guān)系示意圖。
[0016]圖2是葉片實(shí)體模型和流道片體模型的兩個不同角度示意圖。
[0017]圖3是旋轉(zhuǎn)獲得的多個流道片體模型的兩個不同角度示意圖。
[0018]圖4是旋轉(zhuǎn)切割后得到的葉尖形狀示意圖。
[0019]圖5是最終葉尖型線示意圖及安裝示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0021]如圖1所示，為可轉(zhuǎn)靜葉與壓氣機(jī)其他部件配合安裝的正視圖示意圖，I為可轉(zhuǎn)靜子葉片，2為機(jī)匣，3為可轉(zhuǎn)靜葉軸，4為機(jī)匣流道，圖中顯示了靜葉與流道的位置關(guān)系；圖5所示為采用本發(fā)明所述方法得到的可轉(zhuǎn)靜子葉片與壓氣機(jī)其他部件配合安裝的正視圖示意圖，5為最終葉尖型線。本發(fā)明采用實(shí)體模型旋轉(zhuǎn)切割的方法獲得最終的葉尖型線，具體步驟如下:
S1:如附圖2所示，根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成葉片實(shí)體模型、根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)生成流道片體模型。
[0022]具體地，SI所述根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成的葉片實(shí)體模型是在仿真軟件中生成的與葉片加工實(shí)物完全一致的理想模型，葉片實(shí)體模型靠近機(jī)匣的一端的長度還沒有得到限制；所述根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)生成的流道片體模型是在仿真軟件中生成的與機(jī)匣流道形狀完全一致的理想模型，然后用流道片體模型對葉片實(shí)體模型進(jìn)行切割。
[0023]S2:在靜葉調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)；本實(shí)施例所述流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)每旋轉(zhuǎn)1°停留一次，如附圖3所示。
[0024]S3:流道片體模型切割葉片實(shí)體模型的葉尖，獲得最終的葉尖形狀，如附圖4所示;
S4:將切割后得到的的葉片模型進(jìn)行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點(diǎn)擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線，如附圖5所示。
[0025]完成步驟S1- S4后，，根據(jù)所述葉尖型線，進(jìn)行數(shù)控編程加工，加工得到的可轉(zhuǎn)靜葉可直接裝機(jī)使用。
[0026]本發(fā)明成果已在WW2和APTD等項(xiàng)目的壓氣機(jī)部件上成功應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明，本發(fā)明方法克服了手工修磨費(fèi)時費(fèi)力且修磨后不易檢測的缺點(diǎn)，單個葉片的葉尖型線一致性好，間隙一致，葉尖間隙可以達(dá)到允許范圍內(nèi)的最小值，可成功獲得最小的葉尖間隙，保證壓氣機(jī)的最佳性能水平。可靠性較高且加工、檢測方便。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，采用實(shí)體模型旋轉(zhuǎn)切割的方法獲得最終的葉尖型線，其特征在于，包括以下步驟: 51.根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成葉片實(shí)體模型、根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)生成流道片體模型； 52.在靜葉調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)； 53.流道片體模型切割葉片實(shí)體模型的葉尖，得到最終的葉尖形狀； 54.將切割后得到的葉片模型進(jìn)行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點(diǎn)擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，其特征在于，S2所述流道片體模型繞葉片實(shí)體模型軸旋轉(zhuǎn)是每旋轉(zhuǎn)1°停留一次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，其特征在于，SI所述根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成的葉片實(shí)體模型是在仿真軟件中生成的與葉片加工實(shí)物完全一致的理想模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述根據(jù)機(jī)匣流道數(shù)據(jù)獲得流道片體模型，是在仿真軟件中生成的與機(jī)匣流道形狀完全一致的理想模型。
5.權(quán)利要求1或4任一項(xiàng)所述可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，其特征在于，完成步驟S1- S4后，根據(jù)獲得的所述最終的葉尖型線，進(jìn)行數(shù)控編程加工，加工出的可轉(zhuǎn)靜葉直接裝機(jī)使用。
【文檔編號】G06F17/50GK104462677SQ201410702706
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月29日
【發(fā)明者】景曉明, 陳永興, 賀飛, 石林 申請人:中國航空動力機(jī)械研究所