一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，包括以下步驟：S1.根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成葉片實體模型、根據(jù)機匣流道數(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體模型軸旋轉(zhuǎn)；S3.流道片體模型切割葉片實體模型的葉尖，得到最終的葉尖形狀；S4.將切割后得到的的葉片模型進行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線。根據(jù)本發(fā)明方法獲得的葉尖型線，結合數(shù)控機床進行編程加工，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；葉尖間隙可以達到允許范圍內(nèi)的最小值，保證壓氣機的最佳性能水平；無需修磨，可直接裝機使用。
【專利說明】一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法和應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及壓氣機領域，更具體地，涉及一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法和應用。

【背景技術】
[0002]為了提高航空發(fā)動機在非設計狀態(tài)下的穩(wěn)定工作范圍，壓氣機前幾級靜子葉片一般設計成可以旋轉(zhuǎn)的結構形式，這就要求發(fā)動機工作時可轉(zhuǎn)靜葉在允許的角度范圍內(nèi)可以自由轉(zhuǎn)動，而不與機匣流道發(fā)生干涉。同時，為了確保壓氣機的性能水平，可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖與機匣之間的間隙宜越小越好。
[0003]目前可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法是根據(jù)已有型號的研制經(jīng)驗，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，總裝時再進行適當修磨，保證可轉(zhuǎn)靜葉在允許的角度范圍內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)有的技術需要手工修磨、費時費力，且修磨后不易檢測；每個葉片的葉尖型線有差異，導致葉尖間隙不同；無法獲得最小的葉尖間隙，壓氣機性能也無法達到最佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，以解決現(xiàn)有技術加工后的靜葉葉尖需要修磨、性能差的缺點。
[0005]本發(fā)明要解決的另一技術問題是提供所述方法的應用。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過以下技術方案予以實現(xiàn):
提供一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，采用實體模型旋轉(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)生成葉片實體模型、根據(jù)機匣流道數(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體模型軸旋轉(zhuǎn)；
53.流道片體模型切割葉片實體模型的葉尖，得到最終的葉尖形狀；
54.將切割后得到的的葉片模型進行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線。
[0007]其中，SI所述根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成的葉片實體模型是在仿真軟件中生成的與葉片加工實物完全一致的理想模型；同樣的葉型數(shù)據(jù)輸入數(shù)控機床和仿真軟件得到的是一摸一樣的葉片。但是，實際上在本發(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體模型靠近機匣的一端的長度是沒有得到限制的，因為我們的目的是通過仿真軟件模擬加工得到最后的葉尖型線，即未對葉尖進行處理。而現(xiàn)有技術通過數(shù)控機床加工的葉片是已具有一定的葉尖型線的，但是現(xiàn)有技術加工出的葉尖加工出來后還需進行人工修磨，并不是最終的葉尖型線。
[0008]所述根據(jù)機匣流道數(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體模型進行切割。
[0009]設計人員設計出的葉型數(shù)據(jù)為一些坐標數(shù)據(jù)，在進行數(shù)控加工時，將這些坐標數(shù)據(jù)(即葉型數(shù)據(jù))輸入，數(shù)控機床即可加工出葉片實體；在仿真軟件進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體模型。同理，流道片體模型的生成，也是將設計人員設計出的機匣流道數(shù)據(jù)輸入仿真軟件得到。
[0010]進一步地，所述流道片體模型繞葉片實體模型軸旋轉(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)靜葉的葉尖型線設計方法的應用，完成步驟S1- S4后，根據(jù)獲得的所述最終的葉尖型線，進行數(shù)控編程加工，加工出的可轉(zhuǎn)靜葉可直接裝機使用。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明打破本領域長期以來可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法中的經(jīng)驗主導和手工修磨的技術局限，提供了一種采用實體模型旋轉(zhuǎn)切割的方法獲得最終的葉尖型線，克服了手工修磨費時費力且修磨后不易檢測的缺點，單個葉片的葉尖型線一致性好，間隙一致，葉尖間隙可以達到允許范圍內(nèi)的最小值，保證壓氣機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行仿真模擬，可靠性較高加工、檢測方便。
[0014]進一步地，本發(fā)明結合數(shù)控編程加工，加工成型后的可轉(zhuǎn)靜葉無需修磨，可直接裝機使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1是靜葉與流道位置關系示意圖。
[0016]圖2是葉片實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。

【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0021]如圖1所示，為可轉(zhuǎn)靜葉與壓氣機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為機匣，3為可轉(zhuǎn)靜葉軸，4為機匣流道，圖中顯示了靜葉與流道的位置關系；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)生成葉片實體模型、根據(jù)機匣流道數(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)生成的葉片實體模型是在仿真軟件中生成的與葉片加工實物完全一致的理想模型，葉片實體模型靠近機匣的一端的長度還沒有得到限制；所述根據(jù)機匣流道數(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體模型進行切割。
[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體模型軸旋轉(zhuǎn)；本實施例所述流道片體模型繞葉片實體模型軸旋轉(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行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點擬合樣條曲線，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，進行數(shù)控編程加工，加工得到的可轉(zhuǎn)靜葉可直接裝機使用。
[0026]本發(fā)明成果已在WW2和APTD等項目的壓氣機部件上成功應用，應用結果表明，本發(fā)明方法克服了手工修磨費時費力且修磨后不易檢測的缺點，單個葉片的葉尖型線一致性好，間隙一致，葉尖間隙可以達到允許范圍內(nèi)的最小值，可成功獲得最小的葉尖間隙，保證壓氣機的最佳性能水平?？煽啃暂^高且加工、檢測方便。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，采用實體模型旋轉(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)生成葉片實體模型、根據(jù)機匣流道數(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體模型軸旋轉(zhuǎn)； 53.流道片體模型切割葉片實體模型的葉尖，得到最終的葉尖形狀； 54.將切割后得到的葉片模型進行正視圖投影獲得葉尖形狀曲線，取其中最低點擬合樣條曲線，即為最終葉尖型線。
2.根據(jù)權利要求1所述的可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，其特征在于，S2所述流道片體模型繞葉片實體模型軸旋轉(zhuǎn)是每旋轉(zhuǎn)1°停留一次。
3.根據(jù)權利要求1所述的可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，其特征在于，SI所述根據(jù)葉型數(shù)據(jù)生成的葉片實體模型是在仿真軟件中生成的與葉片加工實物完全一致的理想模型。
4.根據(jù)權利要求1所述的可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法，其特征在于，所述根據(jù)機匣流道數(shù)據(jù)獲得流道片體模型，是在仿真軟件中生成的與機匣流道形狀完全一致的理想模型。
5.權利要求1或4任一項所述可轉(zhuǎn)靜葉的葉尖型線設計方法的應用，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，進行數(shù)控編程加工，加工出的可轉(zhuǎn)靜葉直接裝機使用。
【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:中國航空動力機械研究所