1.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。
2.根据权利要求1所述的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,还包括步骤9),对计算所得刀位轨迹进行后置处理,在五坐标数控机床完成加工。
3.根据权利要求1所述的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,步骤7)中,进口前缘曲面粗加工计算方法如下:
701)定义δ为粗加工的允许误差,定义r为粗加工所用刀具半径;
702)提取吸力面A1及压力面A2底线,定义其为粗加工刀位轨迹计算的基线;
703)提取上述步骤6)优化设计所得进口前缘曲面的底线,定义其为粗加工刀位轨迹计算的另一条基线;
704)各基线由叶片向外偏置距离δ+r,定义此偏置曲线为粗加工刀位轨迹曲线组;
705)计算粗加工刀位轨迹曲线上至旋转主轴Z轴最近一点,并定义此点为粗加工刀位轨迹的起始点;
706)以此起始点为界,按照吸力面A1及压力面A2两个方向分割刀位轨迹曲线组,得到两条从叶轮叶片进口到出口的粗加工刀位轨迹。
4.根据权利要求1所述的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,步骤8)中,进口前缘曲面精加工的扎铣算法如下:
801)定义r1为精加工所用刀具半径,定义δ1为精加工允许加工误差;
802)提取吸力面A1及压力面A2底线、优化设计所得进口前缘曲面的底线,定义其为精加工刀位轨迹计算的基线组;
803)基线组由叶片向外偏置距离r1,定义此偏置曲线组为精加工刀位轨迹曲线组;
804)结合刀具半径r1、精加工允许加工误差δ1及叶片进口前缘曲面几何特征,计算扎铣刀位轨迹线数量N;
805)根据上述扎铣刀位轨迹线数量N,计算得到叶片进口曲面的N+1个子曲面;
806)设置安全进刀、退刀位置;
807)以吸力面A1与叶片进口前缘曲面交线为起始曲线,从叶片顶线处进刀、叶片底线处退刀,依次扎铣叶片进口前缘曲面的N+1个子曲面,直至以压力面A2与叶片进口前缘曲面交线的终止曲线;至此,完成整个叶片进口前缘曲面精加工。