CN101749051A - 一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法 - Google Patents

Abstract

一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体采用平板制坯技术降低精轧前坯料制造难度，提高合格率；同时，在叶身设计中使用等比例余量的设计方法。本发明归纳和确立了一种关于精轧前坯料的设计方法，采用平板制坯技术降低精轧前坯料制造难度，提高合格率，同时，确立了叶身等比例余量的设计方法和过程。采用上述方法比原有的方法提高材料利用率达20％，提高产品合格率，模具制造难度大大降低。其具有可以预见的巨大的经济价值和社会价值。

Description

一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法

技术领域

本发明涉及叶片设计与加工技术，特别提供了一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法。

背景技术

现有技术中，辊轧两端无榫头类叶片的叶身型面采用辊轧方法制造，叶片辊轧加工所采用的毛坯为厚度2或2.5mm的板料，经过两次辊轧成型(粗、精轧)完成型面的加工。在叶片的一端增加工艺定位凸台，作为测量和加工基准，由于叶片的截面形状为中间厚，两边薄，对此，在粗轧型面之前需要将板料的两边缘进行铣加工，以减小边缘的而变形量和减少叶片产生侧弯，粗轧的目的是为精轧提供坯料。

原有的精坯坯料采用等厚度余量，即在成品的叶身型面均匀增加一个厚度余量，在叶片轧制过程中，由于叶片各部位变形量不一致，尤其是叶片进排气边缘不对称，在叶片轧制过程中产生侧弯，而且叶片的精轧前坯料与成品叶片形状一致，只是增厚加长，在轧制过程造成材料浪费，而且精轧前坯料的成型模具设计及制造的难度都比较大，厚度余量依靠经验估计，没有固定的设计方法。

人们渴望望获得一种技术效果更好的辊轧两端无榫头类叶片用毛料。

发明内容

本发明的目的是提供一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法。

本发明提供了一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体采用平板制坯技术降低精轧前坯料制造难度，提高合格率；同时，在叶身设计中使用等比例余量的设计方法。

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法具体依次是：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面，截面距约为3～20mm；2)将截面叶型展开成平面；3)确定板料的厚度H值；4)确定叶型加放比例余量；5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理；6)计算叶片坯料的截面距；7)叶片全长计算；8)进行粗轧毛料倒角尺寸的计算和确定。

本发明所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法优选内容具体依次是：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面，截面距约为5～10mm之间(建议采用设计图给定的截面)；

2)将截面叶型展开成平面，展开方法具体为：

首先，绘制各截面叶型的中弧线，具体采用下述方法之一：编制程序计算的方法，将内切圆圆心连线的方法；

然后将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面；

再然后，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面；

再以Cmax的圆心A点为旋转中心，旋转相邻中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面；

最后进行依次旋转，将整个叶型旋转成平面；

3)确定板料的厚度H值：依据下述公式进行：H＝K×Cmax，式中，Cmax是整个叶片的最大截面厚度，K为形变系数(压下系数)；

根据材料的允许变形程度和锻造所能接受叶片毛料的厚度，确定变形压下系数K，根据确定的变形系数加放的比例余量。根据计算后数值，确定符合国家标准的板料厚度例如计算后H＝2.35，则确定H＝2.35；根据材料的允许变形程度和锻造所能接受叶片毛料的厚度，确定变形压下系数K，根据确定的变形系数加放的比例余量；

4)叶型加放比例余量：将展开的叶型分成若干段，间距为1.5～2.5mm，将每一段的长度都放大K倍，用样条连接端点，形成一个新的样条；

5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理：将展开的叶片边缘进、排气边缘宽度均增加1mm，边缘厚度h值采用同一数值，要求h＝0.3～0.8mm；

6)计算截面距：由于叶片在轧制过程中，根据体积不变原理，叶身长度方向有展长，对此，叶片坯料的截面距就要相应的减小，对截面距进行计算；具体依据下式确定新的截面距：

L_AB新＝L_AB原(Cmax_A+Cmax_B)/(K_ACmax_A+K_B Cmax_B)

7)计算叶片全长：在叶片叶尖增加长度5mm余量，按上述计算的结果，确定毛料的厚度和长度尺寸；

8)进行粗轧毛料倒角尺寸的计算。

在所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，按照步骤1)～5)将所确定的截面全部进行处理，每个截面的压下系数K可以允许不一致，优选要求保证整个叶片的坯料的厚度基本一致。

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，步骤2)中将截面叶型展开成平面的展开方法优选具体为：

首先，绘制各截面叶型的中弧线，具体采用下述方法之一：编制程序计算的方法，将内切圆圆心连线的方法；

然后将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面；

再然后，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面；

再以A点为旋转中心，旋转相邻中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面；

最后进行依次旋转，将整个叶型旋转成平面。

本发明归纳和确立了一种关于精轧前坯料的设计方法，采用平板制坯技术降低精轧前坯料制造难度，提高合格率，同时，确立了叶身等比例余量的设计方法和过程。

采用上述方法比原有的方法提高材料利用率20％，明显有利于提高产品合格率，模具制造难度大大降低。其具有可以预见的巨大的经济价值和社会价值。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面的原理示意图；

图2为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中将截面叶型展开成平面过程中绘制各截面叶型的中弧线原理示意图；

图3为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中将截面叶型展开成平面过程中，将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面的过程原理示意图；

图4为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中将截面叶型展开成平面过程中，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面的原理示意图；

图5为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中将截面叶型展开成平面过程中，以A点为旋转中心，旋转相邻中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面这一过程的原理示意图；

图6为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中将截面叶型展开成平面过程中，依次旋转，将整个叶型旋转成平面这一过程的原理示意图；

图7为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中进行叶型加放比例余量确定的原理示意图；

图8为辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，进行粗轧毛料倒角尺寸的计算的过程原理示意图。

具体实施方式

实施例1

一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体采用平板制坯技术降低精轧前坯料制造难度，提高合格率；同时，在叶身设计中使用等比例余量的设计方法。

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法具体依次是：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面，截面距约为3～20mm；2)将截面叶型展开成平面；3)确定板料的厚度H值；4)确定叶型加放比例余量；5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理；6)计算叶片坯料的截面距；7)叶片全长计算；8)进行粗轧毛料倒角尺寸的计算和确定。

本实施例所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法优选内容具体依次是：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面，截面距约为7.5mm之间，建议采用设计图给定的截面(参见附图1)；

2)将截面叶型展开成平面，展开方法具体为：

首先，绘制各截面叶型的中弧线，具体采用下述方法之一：编制程序计算的方法，将内切圆圆心连线的方法(参见附图2)；

然后将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面(参见附图3)；

再然后，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面(参见附图4)；

再以A点为旋转中心，旋转其余中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面(参见附图5)；

最后进行依次旋转，将整个叶型旋转成平面(参见附图6)；

3)确定板料的厚度H值：依据下述公式进行：H＝K×Cmax，式中，Cmax是整个叶片的最大截面厚度，K为形变系数；

4)叶型加放比例余量：将展开的叶型分成若干段，间距为2mm，将每一段的长度都放大K倍，用样条连接端点，形成一个新的样条(参见附图7)；

5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理：将展开的叶片边缘进、排气边缘宽度均增加1mm，边缘厚度h值采用同一数值，要求h＝0.55mm；

6)计算截面距：由于叶片在轧制过程中，根据体积不变原理，叶身长度方向有展长，对此，叶片坯料的截面距就要相应的减小，对截面距进行计算。依据下式确定新的截面距：

L_AB新＝L_AB原(Cmax_A+Cmax_B)/(K_A Cmax_A+K_B Cmax_B)

7)计算叶片全长：在叶片叶尖增加长度约5mm余量，按上述计算的结果，确定毛料的厚度和长度尺寸；

8)进行粗轧毛料倒角尺寸的计算(参见附图8)。

在所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，按照步骤1)～5)将所确定的截面全部进行处理，每个截面的压下系数K允许不一致，要求保证整个叶片的坯料的厚度基本一致。

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，步骤2)中将截面叶型展开成平面的展开方法优选具体为：

首先，绘制各截面叶型的中弧线，具体采用下述方法之一：编制程序计算的方法，将内切圆圆心连线的方法；

然后将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面；

再然后，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面；

再以A点为旋转中心，旋转相邻中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面；

最后进行依次旋转，将整个叶型旋转成平面。

实施例2

本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面的过程中，截面距约为5mm；

2)在步骤4)中，叶型加放比例余量的要求是：将展开的叶型分成若干段，间距为1.5mm，；

5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理：将展开的叶片边缘进、排气边缘宽度均增加1mm，边缘厚度h值采用同一数值，要求h＝0.3mm。

实施例3

本实施例与实施例1内容基本相同，其不同之处主要在于：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面的过程中，截面距约为10mm；

2)在步骤4)中，叶型加放比例余量的要求是：将展开的叶型分成若干段，间距为2.5mm，；

5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理：将展开的叶片边缘进、排气边缘宽度均增加1mm，边缘厚度h值采用同一数值，要求h＝0.8mm；

Claims (5)

1.一种辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；

所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料具体采用平板制坯技术；同时，在叶身设计中使用等比例余量的设计方法。

2.按照权利要求1所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法具体依次是：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面，截面距约为3～20mm；2)将截面叶型展开成平面；3)确定板料的厚度H值；4)确定叶型加放比例余量；5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理；6)计算叶片坯料的截面距；7)叶片全长计算；8)进行粗轧毛料倒角尺寸的计算和确定。

3.按照权利要求2所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法具体依次是：

1)将整个叶片沿叶身方向均匀分为若干个截面，截面距约为5～10mm之间；

2)将截面叶型展开成平面，展开方法具体为：

首先，绘制各截面叶型的中弧线，具体采用下述方法之一：编制程序计算的方法，将内切圆圆心连线的方法；

然后将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面；

再然后，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面；

再以Cmax的圆心A点为旋转中心，旋转相邻中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面；

最后进行依次旋转，将整个叶型旋转成平面；

3)确定板料的厚度H值：依据下述公式进行：H＝K×Cmax，式中，Cmax是整个叶片的最大截面厚度，K为形变系数；

4)叶型加放比例余量：将展开的截面分成若干段，间距为1.5～2.5mm，将每一段的长度都放大K倍，用样条连接端点，形成一个新的样条；

5)进、排气边缘宽度和厚度调整处理：将展开的叶片边缘进、排气边缘宽度均增加S＝0.3～1mm，边缘厚度h值采用同一数值，要求h＝0.3～0.8mm；

6)计算截面距：依据下式确定新的截面距：

L_AB新＝L_AB原(C_maxA+C_maxB)/(K_AC_maxA+K_B C_maxB)；

7)计算叶片全长：在叶片叶尖增加长度5mm余量，按上述计算的结果，确定毛料的厚度和长度尺寸；

8)进行粗轧毛料倒角尺寸的计算。

4.按照权利要求3所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，按照步骤1)～5)将所确定的截面全部进行处理，要求保证整个叶片的坯料的厚度基本一致。

5.按照权利要求3或4所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧两端无榫头类叶片用毛料设计方法中，步骤2)中将截面叶型展开成平面的展开方法具体为：

首先，绘制各截面叶型的中弧线，具体采用下述方法之一：编制程序计算的方法，将内切圆圆心连线的方法；

然后将中弧线分成若干段，做中弧线垂线，并相交于盆、背型面；

再然后，查找Cmax位置，在Cmax与叶型相交处做水平线作为叶片的底面；

再以A点为旋转中心，旋转相邻中弧线垂线，将中弧线垂线的端点旋转至水平线底面；

最后进行依次旋转，将整个叶型旋转成平面。

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