叶轮流道的三角化刀路规划方法、系统及介质与流程

1.本发明涉及叶轮流道加工技术领域，尤其是指一种叶轮流道的三角化刀路规划方法、系统及介质。


背景技术：

2.叶轮广泛应用于各种处理流体的机械装置中，如航空发动机、水泵、压缩机等。
3.对于整体叶轮一般采用五轴铣削加工，叶轮前端进气口窄而后端出气口发散，整体呈放射状，因此整个流道前窄后宽。传统的流道加工方法为：利用前后走向的纵向刀路来加工叶轮流道。
4.然而传统的前后走向的纵向刀路对叶轮流道进行加工时，易出现前部刀路会过密，后部刀路过于稀疏的情况，一方面会因为前部刀路间距小，后部刀路间距大，造成加工后的零件表面前后部存在质量差异，另一方面用过多刀路加工叶轮前部狭窄区域降低了切削效率，浪费人力物力。
5.为克服上述缺陷，中国发明专利cn103212760b，公开了一种等截面叶型带冠整体叶轮叶间流道加工方法，其运用了数控电火花技术进行叶轮叶间流道加工，但是其对于每一种叶轮都要设计专用电极，工艺复杂且成本较高。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种叶轮流道的三角化刀路规划方法、系统及介质，其通过偏置待加工流道的左边界线和右边界线能够产生类三角形的加工刀路，每条刀路间距都能保持一致，不会出现不同区域刀路密度不同而造成工效果不一致的情况，并且前部刀路数较少，能够大大提高了叶轮流道加工效率。
7.为解决上述技术问题，本发明提供了一种叶轮流道的三角化刀路规划方法，包括以下步骤：s1、获取预设叶轮模型的叶片曲面、轮毂曲面和围带曲面；在所述轮毂曲面和围带曲面之间，获取多个分层面；s2、将其中一个所述分层面和所述叶片曲面求交，以得到待加工流道的左边界线和右边界线；s3、按预设步长，将所述左边界线和右边界线同时向中间偏置多次，生成多个左边界线和多个右边界线，直至第n次偏置后，第n个左边界线完全位于第n个右边界线的右侧时停止偏置；其中，n》1；s4、依次判断第m个左边界线和第m个右边界线是否相交，若否，则完全保留第m个左边界线和第m个右边界线；若是，则只保留第m个左边界线位于相交点左侧的部分，保留第m个右边界线位于相交点右侧的部分；其中m∈[1,n]；s5、连接所述s4中的各相交点，得到其中一个所述分层面的三角化刀路；s6、重复步骤s2到s5，直至完成所有分层面的三角化刀路；s7、对相邻两个所述分层面的三角化刀路过渡处理并对各分层面的三角化刀路进行排序，以得到完整的待加工流道的刀路。
[0008]
本发明得到待加工流道的左边界线和右边界线后，通过偏置流道边界，产生了类三角形的加工刀路，每条刀路间距都一致，不会出现不同区域刀路密度不同而造成工效果不一致的情况，前部刀路数较少，提高了加工效率。
[0009]
作为优选的，多个所述分层面的确定方法为：在所述轮毂曲面和围带曲面之间，基于预设的切削深度或刀路数，按等参数插值法，获取多层回转面；
[0010]
将每个回转面作为一个确定深度方向加工位置的分层面。
[0011]
作为优选的，所述左边界线和右边界线相配合以形成待加工流道的轮廓
[0012]
作为优选的，所述预设步长的确定方法为：由用户指定切削宽度或通过预设的残留高度参数计算得到切削宽度；将所述切削宽度作为预设步长。
[0013]
作为优选的，所述s7中，对各分层面的三角化刀路进行排序时，排序方法包括：由上而下、由下而上、由左至右或由右至左。
[0014]
作为优选的，所述叶轮模型基于ug nx建模模块构建。
[0015]
作为优选的，所述叶轮模型为igs或step格式。
[0016]
叶轮流道的三角化刀路规划系统，其特征在于，包括：分层面获取模块，其用于在预设叶轮模型的轮毂曲面和围带曲面之间，形成多个分层面；轮廓形成模块，用于将其中一个所述分层面和所述叶轮模型中的叶片曲面求交，以得到待加工流道的左边界线和右边界线，所述左边界线和右边界线相配合以形成待加工流道的轮廓；偏置模块，其用于将所述左边界线和右边界线同时向中间偏置多次，以生成多个左边界线和多个右边界线，直至第n次偏置后，第n个左边界线完全位于第n个右边界线的右侧时停止偏置；其中，n》1；分层面刀路获取模块，其用于依次判断第m个左边界线和第m个右边界线是否相交，若否，则完全保留第m个左边界线和第m个右边界线；若是，则只保留第m个左边界线位于相交点左侧的部分，保留第m个右边界线位于相交点右侧的部分；连接各相交点，以得到其中一个所述分层面的三角化刀路；其中m∈[1,n]；待加工流道刀路形成模块，其用于对相邻两个所述分层面的三角化刀路过渡处理并对各分层面的三角化刀路进行排序，以得到完整的待加工流道的刀路。
[0017]
作为优选的，所述的叶轮流道的三角化刀路规划系统，所述叶轮模型包括叶片曲面、轮毂曲面和围带曲面。
[0018]
一种计算机可读存储介质，其中存储有指令，所述指令被处理器执行时，执行所述的叶轮流道的三角化刀路规划方法。
[0019]
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0020]
1、本发明得到待加工流道的左边界线和右边界线后，通过偏置流道边界，产生了类三角形的加工刀路，每条刀路间距都一致，不会出现不同区域刀路密度不同而造成工效果不一致的情况，前部刀路数较少，提高了加工效率。
[0021]
2、本发明将多个分层面的三角化刀路进行排序，并在各分层面之间添加过渡刀路，最终形成完整的待加工流道的刀路，设计巧妙，操作便捷，可以实现用更少的刀路进行叶轮流道加工。
附图说明
[0022]
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
[0023]
图1为本发明的流程示意图；
[0024]
图2为本发明的待加工流道左右边界线示意图；
[0025]
图3为本发明的左边界线及右边界线偏置示意图；
[0026]
图4为本发明的其中一个分层面的三角化刀路示意图；
[0027]
图5为本发明的其中一个分层面的三角化刀路效果图。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0029]
本发明公开了一种叶轮流道的三角化刀路规划方法，参照图1所示，包括以下步骤：
[0030]
步骤一、获取预设叶轮模型的叶片曲面、轮毂曲面和围带曲面。
[0031]
在上述轮毂曲面和围带曲面之间，获取多个分层面。具体地，在围带面和轮毂面之间，根据用户预设的切削深度或者刀路数，按照等参数插值的方式确定回转面，将每个回转面作为一个确定深度方向加工位置的分层面。
[0032]
优选的，叶轮模型可基于ug nx建模模块构建。
[0033]
进一步优选的，叶轮模型为igs或step格式。
[0034]
步骤二、将其中一个分层面与叶片曲面求交，得到加工流道的左边界线和右边界线。参照图2所示，上述左边界线和右边界线相配合能够形成待加工流道的轮廓。
[0035]
步骤三、按照预设的步长，将左边界线和右边界线同时向中间偏置多次，直至第n次偏置后，第n个左边界线和第n个右边界线完全交换了位置就停止，即第n个左边界线完全位于第n个右边界线的右侧时停止偏置。
[0036]
参照图3所示，在其中一个较佳实施例中，n＝5。
[0037]
进一步地，预设步长的确定方法为：由用户指定切削宽度或通过预设的残留高度参数计算得到切削宽度，将切削宽度作为预设步长。
[0038]
步骤四、裁剪多余的刀路，具体操作方法为：
[0039]
依次判断第m个左边界线和第m个右边界线是否相交，若否，则完全保留第m个左边界线和第m个右边界线；若是，则只保留第m个左边界线位于相交点左侧的部分，其余裁剪掉；保留第m个右边界线位于相交点右侧的部分，其余裁剪掉；其中m∈[1,n]；
[0040]
在其中一个较佳实施例中，当n＝5时，三角化刀路裁剪后的示意图参照图4所示。
[0041]
步骤五、连接步骤四中的各相交点，得到其中一个分层面的三角化刀路。本方法通过偏置待加工流道的左边界线和右边界线能够产生类三角形的加工刀路，每条刀路间距都能保持一致，不会出现不同区域刀路密度不同而造成工效果不一致的情况。
[0042]
步骤六、重复步骤二到五，直至完成所有分层面的三角化刀路；
[0043]
步骤七、对相邻两个分层面的三角化刀路过渡处理并对各分层面的三角化刀路进行排序，以得到完整的待加工流道的刀路，前部刀路数较少，大大提高了加工效率。
[0044]
本发明将多个分层面的三角化刀路进行排序，并在各分层面之间添加过渡刀路，最终形成完整的待加工流道的刀路，设计巧妙，操作便捷，可以实现用更少的刀路进行叶轮流道加工，并且保证刀路间距相等，大大提高了叶轮流道加工效率。
[0045]
其中，对各分层面的三角化刀路进行排序时，排序方法包括但不限于：由上而下、由下而上、由左至右或由右至左。
[0046]
参照图5所示，为本发明的残留高度参数0.1时，其中一个分层面的三角化刀路效
果图。
[0047]
基于上述的叶轮流道的三角化刀路规划方法。本发明还提出了一种叶轮流道的三角化刀路规划系统。
[0048]
叶轮流道的三角化刀路规划系统，其特征在于，包括：
[0049]
分层面获取模块，其用于获取预设叶轮模型的叶片曲面、轮毂曲面和围带曲面，并在预设叶轮模型的轮毂曲面和围带曲面之间，获取多个分层面。
[0050]
轮廓形成模块，用于将其中一个分层面和叶轮模型中的叶片曲面求交，以得到待加工流道的左边界线和右边界线，左边界线和右边界线相配合以形成待加工流道的轮廓。
[0051]
偏置模块，其用于将左边界线和右边界线同时向中间偏置多次，以生成多个左边界线和多个右边界线，直至第n次偏置后，第n个左边界线完全位于第n个右边界线的右侧时停止偏置。其中，n》1。
[0052]
分层面刀路获取模块，其用于依次判断第m个左边界线和第m个右边界线是否相交，若否，则完全保留第m个左边界线和第m个右边界线；若是，则只保留第m个左边界线位于相交点左侧的部分，保留第m个右边界线位于相交点右侧的部分；连接各相交点，以得到其中一个分层面的三角化刀路；其中m∈[1,n]。
[0053]
待加工流道刀路形成模块，其用于对相邻两个分层面的三角化刀路过渡处理并对各分层面的三角化刀路进行排序，以得到完整的待加工流道的刀路。
[0054]
本方法通过偏置待加工流道的左边界线和右边界线能够产生类三角形的加工刀路，每条刀路间距都能保持一致，不会出现不同区域刀路密度不同而造成工效果不一致的情况，有效提高了叶轮流道加工效率
[0055]
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其中存储有指令，指令被处理器执行时，执行上述的叶轮流道的三角化刀路规划方法，其可以用更少的刀路进行流道加工，并且保证刀路间距相等；自动化程度较高，操作简单，节省人力物力，提高了叶轮流道加工效率。
[0056]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0057]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0058]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0059]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计
算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0060]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。