一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法 【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单榫头类叶片用锻造毛料设计方法。
背景技术
现有技术中，采用辊轧方法加工单榫头类叶片的叶身型面，)辊轧前毛坯多采用锻件毛料，原有的锻件毛料的叶身型面与成品叶片相比，留有一定厚度的余量，叶片锻件几乎全部采用等厚度余量，且锻件型面与成品叶片形状一致，具有相同的截面距和相同的扭角，只是在叶片型面上增加了一个等厚度余量，这个余量一般在0.6～1mm之间，对于边缘厚度较小的叶片，已经超过了一次辊轧的变形量，只能采用人工抛光去除边缘余量或者采用两次辊轧+中间退火的加工工艺，这样就加大了生产的成本，增加加工难度，浪费材料。
另外，辊轧加工过程中，叶片各部位变形量不一致，尤其是叶片进、排气边缘不对称，在叶片轧制过程中易产生侧弯、边缘开裂，产品合格率低，同时给锻造模具制造和锻件加工增加难度。
人们渴望获得一种技术效果更好的辊轧单榫头类叶片用锻造毛料。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法。
本发明提供了一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法，其特征在于：所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料具体采用叶根等厚度余量，叶尖等比例余量设计。
本发明所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法具体依次是：
1)首先确定叶根截面；2)确定平衡角；3)叶根余量的加放；4)叶尖的旋转；5)将叶尖截面的切分处理；6)确定变形系数K和加放的比例余量；7)确定叶根、叶尖截面的边缘尺寸；8)重新计算截面距，形成一个新的毛料实体；所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法中，重新计算截面距并形成一个新的毛料实体的要求是：
L新＝L原(Cmax根+Cmax尖)/(Cmax根+2A+K·Cmax尖)。
解释“Cmax”含义：整个叶片移动位置的最大厚度。
本发明所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法优选内容具体依次是：
1)首先确定叶根截面：将叶身型面与转接R相切处确定为根截面，在此部位截取所需要的叶片截面，用于毛料的设计；之后进行如下两种之一的处理：其一，根据该位置的截面的型面坐标，建立叶片模型，其二，当设计图未给定该位置的型面坐标时，在所建立叶片的模型上截取；
2)确定平衡角：做叶根截面的弦切线，并将弦切线转成水平，重新确定坐标系X’OY’，叶根截面按新的坐标系设计；
3)叶根余量的加放：将旋转过平衡角的成品叶片的叶根截面按单边增加0.1mm余量，作为毛料锻件的叶根截面；
4)叶尖的旋转：将成品叶片的叶尖截面绕Z轴旋转，将叶尖截面的弦切线与叶根弦切线转平行；
5)将叶尖截面分成若干段，每段距离为2～5mm，将厚度平移至叶盆型面，形成一个新的型面；
6)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，确定变形系数K，根据确定的变形系数加放的比例余量；
7)将确定的叶根、叶尖截面的边缘加宽0.3～1.5mm左右，边缘厚度确定为0.1～1mm，形成新的截面；
8)重新计算截面距，叶尖增加余量2～10mm，连接叶根与叶尖型面，形成一个新的毛料实体；其中：
L新＝L原(Cmax根+Cmax尖)/(Cmax根+2A+KCmax尖)。
所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法中还包含以下优选内容：在重新计算截面距，并形成一个新的毛料实体之后，在新的毛料实体中段读出一个截面，增加到毛料图中，用于控制和检查毛料的尺寸。
本发明设计了一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料，所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；其特征在于：所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料的特征是：叶根采用等厚度余量，叶尖为等比例余量。
所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料还满足下述要求：
叶盆在整个叶身长度上按根部型面设计为同一个型面，叶背有型面的变化，叶片毛料没有扭角；
叶身长度通过等体积计算后将叶身型面缩短，同时测量截面取法要求：每6～15mm取一个测量截面；优选一般每10mm左右取一个测量截面。
这样使叶片锻模的加工检测以及叶片的检测都简单化。而且叶片的进，排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的0.4mm。亦即：叶片的进、排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的厚度为0.4mm；叶片锻件的重量为28～35g。
本发明的优点：本发明归纳和确立了一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料地设计方法，采用叶盆等截面平板制坯技术降低锻件坯料制造难度，提高合格率，同时，适合确立了叶身等比例余量的设计方法和过程，所设计的坯料适合叶片叶身型面的辊轧加工，提高产品合格率，降低原材料的消耗，减少加工工序。
本发明采用上述方法比原有的方法提高材料利用率可达40％，大大降低了锻造模具制造和锻件的加工难度，简化了辊轧加工的工序，提高产品合格率。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为辊轧单榫头类叶片用锻造毛料叶根截面示意图；
图2为辊轧单榫头类叶片用锻造毛料平衡角及新坐标系示意图；
图3为辊轧单榫头类叶片用锻造毛料叶根余量的加放原理示意图；
图4为辊轧单榫头类叶片用锻造毛料叶尖的旋转原理示意图；
图5为辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计过程中叶尖截面原理图；
图6为辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计过程中，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，确定变形系数K，根据确定的变形系数加放比例余量原理示意图；
图7为现有技术中原有的辊轧单榫头类叶片用锻造毛料图；
图8为本发明辊轧单榫头类叶片用锻造毛料图；
图9为本发明辊轧单榫头类叶片用锻造毛料所对应的成品叶片示意图。
【具体实施方式】
实施例1
一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法，所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料具体采用叶根等厚度余量设计，叶尖采用等比例余量。
所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料设计方法具体依次是：
1)首先确定叶根截面(参见附图1)：将叶身型面与转接R相切处确定为根截面，在此部位截取所需要的叶片截面，用于毛料的设计；根据该位置截面的型面坐标，建立叶片的模型；
2)确定平衡角(参见附图2)：做叶根截面的弦切线，并将弦切线转成水平，重新确定坐标系X’OY’，叶根截面按新的坐标系设计；
3)叶根余量的加放(参见附图3)：将旋转过平衡角的成品叶片的叶根截面按单边增加A＝0.3mm余量，作为毛料锻件的叶根截面；
4)叶尖的旋转(参见附图4)：将成品叶片的叶尖截面绕Z轴旋转，将叶尖截面的弦切线与叶根弦切线转平行；
5)将叶尖截面分成若干段，每段距离为3.5mm，将厚度平移至叶盆型面，形成一个新的型面(参见附图5)；
6)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，确定变形系数K，根据确定的变形系数加放的比例余量(参见附图6)；
7)将确定的叶根、叶尖截面的边缘加宽0.9mm左右，边缘厚度确定为0.55mm，形成新的截面；
8)重新计算截面距，叶尖增加余量6mm，连接叶根与叶尖型面，形成一个新的毛料实体；其中：
L新＝L原(Cmax根+Cmax尖)/(Cmax根+2A+KCmax尖)。
9)在重新计算截面距并形成一个新的毛料实体之后，在新的毛料实体中段读出一个截面，增加到毛料图中，用于控制和检查毛料的尺寸。
本实施例对应的一种辊轧单榫头类叶片用锻造毛料，所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料具体包含有叶根、叶身、叶尖；所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料的特征是：叶根采用等厚度余量，叶尖为等比例余量。
所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料还满足下述要求：
叶盆在整个叶身长度上按根部型面设计为同一个型面，叶背有型面的变化，叶片毛料没有扭角；
叶身长度通过等体积计算后将叶身型面缩短，同时测量截面取法要求：每10mm左右取一个测量截面。
这样使叶片锻模的加工检测以及叶片的检测都简单化。而且叶片的进，排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的0.4mm。亦即：叶片的进、排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的厚度为0.4mm；叶片锻件的重量为31g。
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)叶根余量的加放：将旋转过平衡角的成品叶片的叶根截面按单边增加A＝0.1mm余量，作为毛料锻件的叶根截面；
2)在所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料的设计方法的第7步中，将确定的叶根、叶尖截面的边缘加宽0.3mm左右，边缘厚度确定为0.1mm，形成新的截面；
3)第8步中，重新计算截面距，叶尖增加余量2mm，连接叶根与叶尖型面，形成一个新的毛料实体；其中：
L新＝{L原(Cmax根+Cmax尖)/(Cmax根+2A+KCmax尖)}+2mm。
4)叶身长度通过等体积计算后将叶身型面缩短，同时测量截面取法要求：每6mm取一个测量截面；
这样使叶片锻模的加工检测以及叶片的检测都简单化。而且叶片的进，排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的0.4mm。亦即：叶片的进、排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的厚度为0.4mm；叶片锻件的重量为28g。
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)叶根余量的加放：将旋转过平衡角的成品叶片的叶根截面按单边增加A＝0.5mm余量，作为毛料锻件的叶根截面；
2)在所述辊轧单榫头类叶片用锻造毛料的设计方法的第7步中，将确定的叶根、叶尖截面的边缘加宽1.5mm左右，边缘厚度确定为1mm，形成新的截面；
3)第8步中，重新计算截面距，叶尖增加余量10mm，连接叶根与叶尖型面，形成一个新的毛料实体；其中：
L新＝{L原(Cmax根+Cmax尖)/(Cmax根+2A+KCmax尖)}+10mm。
4)叶身长度通过等体积计算后将叶身型面缩短，同时测量截面取法要求：每15mm取一个测量截面；
这样使叶片锻模的加工检测以及叶片的检测都简单化。而且叶片的进，排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的0.4mm。亦即：叶片的进、排气边缘的在终锻时被压薄，由终锻前的0.8mm到终锻后的厚度为0.4mm；叶片锻件的重量为35g。