專利名稱：一種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法
技術領域：
本發明涉及葉片設計與加工技術，特別提供了一種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料
設計方法。
背景技術：
現有技術中，輥軋兩端無榫頭類葉片的葉身型面采用輥軋方法制造，葉片輥軋加工所采用的毛坯為厚度2或2. 5mm的板料，經過兩次輥軋成型(粗、精軋)完成型面的加工。在葉片的一端增加工藝定位凸臺，作為測量和加工基準，由于葉片的截面形狀為中間厚，兩邊薄，對此，在粗軋型面之前需要將板料的兩邊緣進行銑加工，以減小邊緣的而變形量和減少葉片產生側彎，粗軋的目的是為精軋提供坯料。 原有的精坯坯料采用等厚度余量，即在成品的葉身型面均勻增加一個厚度余量，在葉片軋制過程中，由于葉片各部位變形量不一致，尤其是葉片進排氣邊緣不對稱，在葉片軋制過程中產生側彎，而且葉片的精軋前坯料與成品葉片形狀一致，只是增厚加長，在軋制過程造成材料浪費，而且精軋前坯料的成型模具設計及制造的難度都比較大，厚度余量依靠經驗估計，沒有固定的設計方法。 人們渴望望獲得一種技術效果更好的輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料。
發明內容
本發明的目的是提供一種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法。 本發明提供了一種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥
軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖； 所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體采用平板制坯技術降低精軋前坯料制造難度，提高合格率；同時，在葉身設計中使用等比例余量的設計方法。
所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法具體依次是 1)將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面，截面距約為3 20mm ;2)將截面葉型展開成平面；3)確定板料的厚度H值；4)確定葉型加放比例余量；5)進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理；6)計算葉片坯料的截面距；7)葉片全長計算；8)進行粗軋毛料倒角尺寸的計算和確定。
本發明所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法優選內容具體依次是
1)將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面，截面距約為5 10mm之間(建議采用設計圖給定的截面)； 2)將截面葉型展開成平面，展開方法具體為 首先，繪制各截面葉型的中弧線，具體采用下述方法之一 編制程序計算的方法，將內切圓圓心連線的方法； 然后將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面； 再然后，查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面；
再以Cmax的圓心A點為旋轉中心，旋轉相鄰中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋 轉至水平線底面； 最后進行依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面； 3)確定板料的厚度H值依據下述公式進行H = KXCmax，式中，Cmax是整個葉 片的最大截面厚度，K為形變系數(壓下系數)； 根據材料的允許變形程度和鍛造所能接受葉片毛料的厚度，確定變形壓下系數K， 根據確定的變形系數加放的比例余量。根據計算后數值，確定符合國家標準的板料厚度例 如計算后H = 2. 35，則確定H = 2. 35 ;根據材料的允許變形程度和鍛造所能接受葉片毛料 的厚度，確定變形壓下系數K，根據確定的變形系數加放的比例余量； 4)葉型加放比例余量將展開的葉型分成若干段，間距為1. 5 2. 5mm，將每一段 的長度都放大K倍，用樣條連接端點，形成一個新的樣條； 5)進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理將展開的葉片邊緣進、排氣邊緣寬度均增 加lmm，邊緣厚度h值采用同一數值，要求h = 0. 3 0. 8mm ; 6)計算截面距由于葉片在軋制過程中，根據體積不變原理，葉身長度方向有展 長，對此，葉片坯料的截面距就要相應的減小，對截面距進行計算；具體依據下式確定新的 截面距 L旭新二 L旭原(CmaxA+CmaxB) / (KACmaxA+KB CmaxB) 7)計算葉片全長在葉片葉尖增加長度5mm余量，按上述計算的結果，確定毛料的 厚度和長度尺寸； 8)進行粗軋毛料倒角尺寸的計算。 在所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，按照步驟1) 5)將所確定的 截面全部進行處理，每個截面的壓下系數K可以允許不一致，優選要求保證整個葉片的坯 料的厚度基本一致。 所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，步驟2)中將截面葉型展開成平 面的展開方法優選具體為 首先，繪制各截面葉型的中弧線，具體采用下述方法之一 編制程序計算的方法， 將內切圓圓心連線的方法； 然后將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面； 再然后，查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面； 再以A點為旋轉中心，旋轉相鄰中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋轉至水平線
底面； 最后進行依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面。 本發明歸納和確立了一種關于精軋前坯料的設計方法，采用平板制坯技術降低精 軋前坯料制造難度，提高合格率，同時，確立了葉身等比例余量的設計方法和過程。
采用上述方法比原有的方法提高材料利用率20%，明顯有利于提高產品合格率， 模具制造難度大大降低。其具有可以預見的巨大的經濟價值和社會價值。
下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明
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圖1為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中將整個葉片沿葉身方向均勻分 為若干個截面的原理示意圖； 圖2為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中將截面葉型展開成平面過程中 繪制各截面葉型的中弧線原理示意圖； 圖3為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中將截面葉型展開成平面過程中，
將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面的過程原理示意圖； 圖4為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中將截面葉型展開成平面過程中，
查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面的原理示意圖； 圖5為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中將截面葉型展開成平面過程中，
以A點為旋轉中心，旋轉相鄰中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋轉至水平線底面這一過
程的原理示意圖； 圖6為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中將截面葉型展開成平面過程中， 依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面這一過程的原理示意圖； 圖7為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中進行葉型加放比例余量確定的 原理示意圖； 圖8為輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，進行粗軋毛料倒角尺寸的計算 的過程原理示意圖。
具體實施方式
實施例1 —種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料 具體包含有葉根、葉身、葉尖； 所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體采用平板制坯技術降低精軋前坯料制造 難度，提高合格率；同時，在葉身設計中使用等比例余量的設計方法。
所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法具體依次是 1)將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面，截面距約為3 20mm ;2)將截面 葉型展開成平面；3)確定板料的厚度H值；4)確定葉型加放比例余量；5)進、排氣邊緣寬度 和厚度調整處理；6)計算葉片坯料的截面距；7)葉片全長計算；8)進行粗軋毛料倒角尺寸 的計算和確定。 本實施例所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法優選內容具體依次是
1)將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面，截面距約為7. 5mm之間，建議采 用設計圖給定的截面(參見附圖1);
2)將截面葉型展開成平面，展開方法具體為 首先，繪制各截面葉型的中弧線，具體采用下述方法之一 編制程序計算的方法， 將內切圓圓心連線的方法(參見附圖2); 然后將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面(參見附圖3);
再然后，查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面(參見附 圖4); 再以A點為旋轉中心，旋轉其余中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋轉至水平線
6底面(參見附圖5); 最后進行依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面(參見附圖6); 3)確定板料的厚度H值依據下述公式進行H = KXCmax，式中，Cmax是整個葉 片的最大截面厚度，K為形變系數； 4)葉型加放比例余量將展開的葉型分成若干段，間距為2mm，將每一段的長度都 放大K倍，用樣條連接端點，形成一個新的樣條(參見附圖7); 5)進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理將展開的葉片邊緣進、排氣邊緣寬度均增 加lmm，邊緣厚度h值采用同一數值，要求h = 0. 55mm ; 6)計算截面距由于葉片在軋制過程中，根據體積不變原理，葉身長度方向有展 長，對此，葉片坯料的截面距就要相應的減小，對截面距進行計算。依據下式確定新的截面 距 乙旭新=L旭原(CmaxA+CmaxB) / (KA CmaxA+KB CmaxB) 7)計算葉片全長在葉片葉尖增加長度約5mm余量，按上述計算的結果，確定毛料 的厚度和長度尺寸； 8)進行粗軋毛料倒角尺寸的計算(參見附圖8)。 在所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，按照步驟1) 5)將所確定的 截面全部進行處理，每個截面的壓下系數K允許不一致，要求保證整個葉片的坯料的厚度
基本一致。 所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，步驟2)中將截面葉型展開成平 面的展開方法優選具體為 首先，繪制各截面葉型的中弧線，具體采用下述方法之一 編制程序計算的方法， 將內切圓圓心連線的方法； 然后將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面；
再然后，查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面； 再以A點為旋轉中心，旋轉相鄰中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋轉至水平線
最后進行依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面。 實施例2
本實施例與實施例1內容基本相同，其不同之處主要在于
1) 將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面的過程中，截面距約為5mm ;
2) 在步驟4)中，葉型加放比例余量的要求是將展開的葉型分成若干段，間距為
底面；
1. 5mm，； 5)進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理將展開的葉片邊緣進、排氣邊緣寬度均增 加lmm，邊緣厚度h值采用同一數值，要求h = 0. 3mm。
實施例3 本實施例與實施例1內容基本相同，其不同之處主要在于 1)將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面的過程中，截面距約為10mm ; 2)在步驟4)中，葉型加放比例余量的要求是將展開的葉型分成若干段，間距為
2. 5mm， ^
5)進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理將展開的葉片邊緣進、排氣邊緣寬度均增 加lmm，邊緣厚度h值采用同一數值，要求h = 0. 8mm。
權利要求
一種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體采用平板制坯技術；同時，在葉身設計中使用等比例余量的設計方法。
2. 按照權利要求1所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法具體依次是1)將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面，截面距約為3 20mm ;2)將截面葉型展開成平面；3)確定板料的厚度H值；4)確定葉型加放比例余量；5)進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理；6)計算葉片坯料的截面距；7)葉片全長計算；8)進行粗軋毛料倒角尺寸的計算和確定。
3. 按照權利要求2所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法具體依次是1) 將整個葉片沿葉身方向均勻分為若干個截面，截面距約為5 10mm之間；2) 將截面葉型展開成平面，展開方法具體為首先，繪制各截面葉型的中弧線，具體采用下述方法之一 編制程序計算的方法，將內切圓圓心連線的方法；然后將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面；再然后，查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面；再以Cmax的圓心A點為旋轉中心，旋轉相鄰中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋轉至水平線底面；最后進行依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面；3) 確定板料的厚度H值依據下述公式進行H = KXCmax，式中，Cmax是整個葉片的最大截面厚度，K為形變系數；4) 葉型加放比例余量將展開的截面分成若干段，間距為1. 5 2. 5mm，將每一段的長度都放大K倍，用樣條連接端點，形成一個新的樣條；5) 進、排氣邊緣寬度和厚度調整處理將展開的葉片邊緣進、排氣邊緣寬度均增加S =0. 3 lmm，邊緣厚度h值采用同一數值，要求h = 0. 3 0. 8mm ;6) 計算截面距依據下式確定新的截面距7) 計算葉片全長在葉片葉尖增加長度5mm余量，按上述計算的結果，確定毛料的厚度和長度尺寸；8) 進行粗軋毛料倒角尺寸的計算。
4. 按照權利要求3所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，按照步驟l) 5)將所確定的截面全部進行處理，要求保證整個葉片的坯料的厚度基本一致。
5. 按照權利要求3或4所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法中，步驟2)中將截面葉型展開成平面的展開方法具體為首先，繪制各截面葉型的中弧線，具體采用下述方法之一 編制程序計算的方法，將內切圓圓心連線的方法；然后將中弧線分成若干段，做中弧線垂線，并相交于盆、背型面；再然后，查找Cmax位置，在Cmax與葉型相交處做水平線作為葉片的底面；再以A點為旋轉中心，旋轉相鄰中弧線垂線，將中弧線垂線的端點旋轉至水平線底面；最后進行依次旋轉，將整個葉型旋轉成平面。
全文摘要
一種輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料設計方法，其特征在于所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋兩端無榫頭類葉片用毛料具體采用平板制坯技術降低精軋前坯料制造難度，提高合格率；同時，在葉身設計中使用等比例余量的設計方法。本發明歸納和確立了一種關于精軋前坯料的設計方法，采用平板制坯技術降低精軋前坯料制造難度，提高合格率，同時，確立了葉身等比例余量的設計方法和過程。采用上述方法比原有的方法提高材料利用率達20％，提高產品合格率，模具制造難度大大降低。其具有可以預見的巨大的經濟價值和社會價值。
文檔編號F01D5/14GK101749051SQ20081022950
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月10日 優先權日2008年12月10日
發明者劉隨建, 崔樹森, 李深亮, 楊景金, 王麗 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司