离心叶轮叶片进口前缘的优化设计及加工方法

摘要

本发明公开了一种离心叶轮叶片进口前缘的优化设计及加工方法，该方法基于离心压缩机实体建模及五坐标加工工艺特性，设计不同类型的离心压缩机叶轮叶片进口前缘型线并优化获得最优的叶片进口前缘曲面；在粗加工阶段，以加工效率为主并考虑安全进刀、五坐标设备反向间隙等实现叶片进口前缘曲面与叶片压力面、吸力面的联合加工；在精加工阶段，以加工精度为主并考虑加工误差、叶片振动等实现叶片进口前缘曲面的扎铣加工。该方法联合数学建模与数控加工工艺，可实现离心压缩机叶轮叶片进口前缘曲面等面积大、厚度小、空间扭曲复杂零件的数控精密加工，大幅度地提高现代各装备行业动力设备精密加工的精度及效率。

主权项

离心叶轮叶片进口前缘的优化设计及加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将离心压缩机叶轮的叶片模型数据输入计算机，完成原始离心压缩机叶轮叶片造型；2)在步骤1)的基础上，以双三次非均匀有理B样条矩阵形式数值表示叶片；3)在步骤2)的基础上，沿法线方向加厚，获取实体叶片；4)获取实体叶片上表面进口前缘的几何特征及数据，从造型方面：设计圆弧、椭圆弧两种特征的进口前缘曲线；从材料去除方面：设计外延、内缩两种特征的进口前缘曲线；5)获取实体叶片下表面进口前缘的几何特征及数据，计算步骤4)中相对应的进口前缘曲线；6)计算流场及强度，选择步骤4)和步骤5)中相对应的最佳曲线，连接得到优化的目标进口前缘曲面；7)利用进口前缘曲面粗加工计算方法，实现目标进口前缘曲面的粗加工；8)利用进口前缘曲面精加工的扎铣算法，实现目标进口前缘曲面的精加工。