輥軋葉片CAD系統(tǒng)開發(fā)與工藝參數(shù)分析.pdf

1、葉片作為航空發(fā)動機(jī)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵零件，必須具有很高的強(qiáng)度、優(yōu)良的機(jī)械性能、復(fù)雜的幾何形狀、極高的表面光潔度和加工精度。在眾多的加工工藝中，葉片輥軋成形不僅加工成本低、生產(chǎn)效率高，還能夠獲得優(yōu)異的產(chǎn)品組織性能，提高葉片的疲勞特性，是目前航空發(fā)動機(jī)制造業(yè)廣泛采用的葉片加工方法。葉片輥軋工藝需要高精度輥軋模及其坯料的設(shè)計(jì)，針對葉片輥軋工藝，開發(fā)輥軋葉片CAD系統(tǒng)，可以大幅度縮短輥軋模具的設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度。利用CAE方法對葉片輥軋

2、過程進(jìn)行仿真分析，可以獲得輥軋過程中的精確信息，方便對輥軋工藝參數(shù)和葉片輥軋規(guī)律進(jìn)行研究。
　　本文運(yùn)用UG二次開發(fā)技術(shù)，完成了輥軋葉片專用CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。并利用DEFORM-3D對葉片輥軋過程工藝參數(shù)進(jìn)行分析，主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)用Excel管理葉身設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的自動存取;初始化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，包括葉型邊部數(shù)據(jù)處理、邊部圓擬合、盆背線壞點(diǎn)的去除和數(shù)據(jù)格式的判斷與轉(zhuǎn)換等。(2)輥軋件設(shè)計(jì)。主要包括輥軋件坐標(biāo)系

3、的確定、葉尖葉根延伸、葉盆葉背曲線多項(xiàng)式擬合、坐標(biāo)變換、榫頭添加以及其它輔助操作。其中，重點(diǎn)研究了葉身型面中弧線以及最大內(nèi)切圓的求解問題。
　　(3)輥軋模具設(shè)計(jì)。內(nèi)容共有葉身型面重新取點(diǎn)，盆背余量加放及邊部光順，模具型面轉(zhuǎn)換以及添加輥軋模塊等。
　　(4)輥軋坯料設(shè)計(jì)。包括鍛件設(shè)計(jì)和擠壓件設(shè)計(jì)，鍛件設(shè)計(jì)分為設(shè)計(jì)型面重新取點(diǎn)、鍛件型面設(shè)計(jì)、葉尖葉根延伸、榫頭拔模、榫頭分模及定位凸臺添加等;擠壓件設(shè)計(jì)主要包括擠壓件葉身設(shè)計(jì)和擠

4、壓件榫頭設(shè)計(jì)。
　　(5)運(yùn)用基于UG/KF規(guī)則的UDF技術(shù)，通過二次開發(fā)建立了葉片榫頭、輥軋模模塊及定位凸臺的自定義特征庫，實(shí)現(xiàn)UDF特征任意位置插入。
　　(6)通過葉片輥軋成形仿真完成模具型面前滑值的計(jì)算，揭示了葉片輥軋過程中輥軋力的變化規(guī)律。分析表明，葉片輥軋過程中的前滑隨著摩擦系數(shù)、壓下量的增大而增大;葉尖余量對葉片軋制過程中的輥軋力無影響，進(jìn)排氣邊余量增大導(dǎo)致輥軋力有所增大，但增幅不明顯，而輥軋力隨著盆背余量的增