渡区（Bq/B h)和前缘/后缘形心（Kq/Kh)，如图2所示。B、形心公差轨迹优选
[0034] 前后缘形心K的公差包括位置度公差和扭转公差，公差带分别为σ和γ。
[0035] 位置度公差是形心实际位置到其理想位置的距离，形心位置度公差区域（记为W) 为一个以K为圆心、公差带 〇为半径的圆。如图3所示，在位置度公差允许下，设形心K调 整为Kw，则近端区轮廓线A在该区域内调整为A w，如下式（记X和y坐标上的平移调整量为 tx 和 ty):
[0039] 扭转度公差是形心实际位置绕积叠点转动到理想位置的角度，形心扭转度公差区 域（记为U)为一段以积叠点为中心、公差带γ为半径的圆弧。如图4所示，在扭转度公差 允许下近端区轮廓线A在该区域内可调整为Au，旋转调整角度为Θ，如下式：
[0043] 综合位置度公差和扭转公差，形心公差区域（记为Ζ)为W和U的叠加，如图5所 示为：以积叠点〇为圆心、OK为半径、位置度公差σ为扇形高度、扭转公差γ为角度的一 个扇形区域，近端区轮廓线A在Z区域内可调整为Αζ，如下式：
[0047] 由于叶片毛坯在前缘点和后缘点处余量足够大，对应的方位无需进行调整就能满 足要求，近似为X方向上无需调整，可以令tx = 0,并将ty叠加到旋转分量上，记OK长度 为r，因此形心公差区域Z可进一步优化为公差轨迹S，近端区轮廓线A在S轨迹上可调整 为As，如下式：
[0051] C、近端区轮廓线再设计
[0052] 通过测量获得毛坯测量点，将其中的叶盆、叶背部位测量点与理论设计CAD模型 进行配准定位，获得毛坯测量点定位后在设计坐标系下的位置，然后在叶型截面线高度处 取相应的毛坯截面测量点（记为P 1)，计算近端区的测量点P1与其在理论轮廓线A上的最 近点4之间的有向距离，就是毛坯在Q i点处的余量D i，如下式：
[0053] Di= (Pi-Qi) ^ni (5)
[0054] 当D1为正数且大于给定的值时，则余量足够。计算前缘近端区（或后缘近端区） 中所有测量点的余量，找出其中余量负值最大的点（记为PJ，该点是最不满足条件的点，轮 廓线上对应的点为Qni。此时，沿S轨迹调整Qni为Qll，使余量Dl大于给定值，即满足：
[0056] 相应的，近端区轮廓线A调整为A'
[0057] D、过渡区轮廓线再设计
[0058] 采用一阶连续约束，拟合B样条曲线来连接Y和毛坯在叶盆、叶背部位测量的点， 即生成了图7所示的过渡区轮廓线
[0059] E、曲面外形生成
[0060] 前后缘近端区轮廓线Ai和过渡区轮廓线f组合成前后缘截面线，所有再设计的截 面线扫略成曲面外形。
[0061] 本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术 领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只 要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其特征在于包含以下步 骤： A、 叶型截面线划分； B、 形心公差轨迹优选； C、 近端区轮廓线再设计； D、 过渡区轮廓线再设计； E、 曲面外形生成。2. 按照权利要求1所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：所述叶型截面线划分包含提取叶型截面线，划分成前后缘近端区、过渡区和叶身 区，以近端区中弧线段上的中点为前后缘的形心。3. 按照权利要求1所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：所述形心公差轨迹优选包含根据公差要求计算前后缘形心的公差区域，在公差 区域内遴选出公差轨迹。4. 按照权利要求1所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：所述近端区轮廓线再设计包含将实际毛坯测量点与叶身的毛坯数模进行配准定 位，计算毛坯在前后缘近端区的余量，在毛坯近端区各测量点有正余量的约束条件下，将零 件前后缘形心沿优化轨迹进行坐标变换，获得再设计后前后缘近端区轮廓线。5. 按照权利要求1所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：过渡区轮廓线再设计包含以与前后缘近端区与叶身进行切矢连续为条件，拟合 再设计后的过渡区轮廓线。6. 按照权利要求1所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：曲面外形生成包含前后缘近端区轮廓线和过渡区轮廓线组合成前后缘截面线， 所有再设计的截面线扫略成曲面外形。7. 按照权利要求3所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：前后缘形心的公差区域是考虑积叠点位置度公差以及以积叠点为扭转中心的叶 型扭转度公差来计算的。8. 按照权利要求7所述的一种面向适应性加工的叶片零件前后缘外形再设计方法，其 特征在于：所述前后缘形心的公差区域的公差轨迹是以积叠点为中心的圆弧。
【专利摘要】本发明公开了一种面向适应性加工的叶片前后缘外形再设计方法，将叶型截面线划分为前后缘近端区、过渡区和叶身区，根据叶片零件公差要求来确定叶片前后缘近端区形心的公差区域，从中优化出反映扭转变形和位置变形的公差轨迹，以满足加工余量为目标，将前后缘近端区形心沿优化轨迹进行坐标变换，获得叶片前后缘近端区的再设计轮廓线，再在近端区与叶身光滑连接的约束下拟合过渡区的轮廓线，组合成前后缘再设计截面线，进一步可得到前后缘曲面外形。具有可处理前后缘为非圆弧情况、轮廓线调整时搜索范围小的优点。
【IPC分类】G06T17/00
【公开号】CN105261065
【申请号】CN201510733773
【发明人】刘胜兰, 王福海, 张丽艳, 袁稳
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月2日