本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鍛造，具體涉及一種多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)重要零件，在動(dòng)力機(jī)械的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。葉片鍛造是多道次成型過(guò)程，每道次的模具彈性變形共同決定鍛件的尺寸精度?？紤]多道次成型過(guò)程中葉片尺寸精度演變復(fù)雜性，亟需研發(fā)出一種多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，能夠更加合理地設(shè)計(jì)出葉片的成型模具，保證成型工藝后葉片鍛件的尺寸精度。

2、本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案為：

3、一種多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

4、s101：確定葉片鍛造成型工序、工藝參數(shù)及葉片材料；

5、s102：基于s101所得參數(shù)建立葉片多道次鍛造成型過(guò)程的有限元模型，計(jì)算每道次成型工序的模具彈性變形量；

6、s103：基于所述彈性變形量建立模具型腔補(bǔ)償方法；

7、s104：基于所述模具型腔補(bǔ)償方法依次優(yōu)化每道次成型工序的模具型腔；

8、s105：輸出每道次成型工序的模具模型。

9、進(jìn)一步的，所述s101中，葉片鍛造成型工序、工藝參數(shù)及設(shè)備參數(shù)包括：葉片坯料的形狀和尺寸、成型工藝流程、每道次工序模具的形狀和尺寸、每道次工序鍛件的形狀和尺寸、每道次工序工藝參數(shù)、葉片的材質(zhì)、模具的材質(zhì)以及模具上模的下行速度。

10、進(jìn)一步的，所述s102具體包括以下步驟：

11、s102.1：根據(jù)坯料和每道次成型工序的模具的形狀與尺寸，建立坯料和每道次成型工序的模具的幾何模型；

12、s102.2：根據(jù)葉片和模具材料，將對(duì)應(yīng)的材料參數(shù)賦予給坯料和模具的幾何模型；

13、s102.3：根據(jù)葉片和模具形狀和尺寸，確定有限元模型網(wǎng)格尺寸，以及網(wǎng)格尺寸劃分葉片和模具的網(wǎng)格；

14、s102.4：根據(jù)葉片和模具的摩擦系數(shù)，建立葉片和模具的接觸關(guān)系；

15、s102.5：根據(jù)設(shè)備參數(shù)，設(shè)置各模具上模的下行速度。

16、s102.6：將步驟s101.1-s101.5建立的有限元模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算；

17、s102.7：提取葉片形狀精度不合格工序所采用的模具發(fā)生彈性變形的型腔處的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。

18、進(jìn)一步的，所述s103具體包括以下步驟：

19、s103.1：確定模具發(fā)生彈性變形的工序，以及從該工序提取的模具發(fā)生彈性變形型腔處網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；

20、s103.2：以模具的非工作面為基準(zhǔn)，對(duì)比彈性變形前后的模具型腔處網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)坐標(biāo)偏移量對(duì)模具工作型腔面節(jié)點(diǎn)進(jìn)行反向位移補(bǔ)償；

21、s103.3：基于反向位移補(bǔ)償?shù)哪＞吖?jié)點(diǎn)坐標(biāo)建立模具的三維模型。

22、進(jìn)一步的，所述s104中，優(yōu)化成型工序的模具型腔的方法具體包括以下步驟：

23、s104.1：對(duì)執(zhí)行完所述s103補(bǔ)償后的模具三維模型，進(jìn)行所述s102的葉片多道次鍛造成型過(guò)程有限元模型更新和數(shù)值計(jì)算；

24、s104.2：判斷所述s104.1優(yōu)化模具工作型腔面后的該工序葉片精度是否滿足要求；

25、s104.3：若模具型腔面補(bǔ)償后的該工序葉片精度仍不滿足要求，基于模擬結(jié)果對(duì)模具型腔迭代補(bǔ)償直到該工序中葉片精度滿足要求。

26、進(jìn)一步的，所述s104.2之后還包括以下步驟：

27、s104.4：若模具型腔面補(bǔ)償后的該工序葉片精度滿足要求，則基于所述s103對(duì)下道次發(fā)生模具彈性變形的工序進(jìn)行模具型腔補(bǔ)償，之后根據(jù)所述s104.1-s104.3對(duì)該道次模具型腔進(jìn)行迭代優(yōu)化。

28、進(jìn)一步的，所述s104還包括以下步驟：

29、s104.5：根據(jù)所述s104.1-s104.3對(duì)模具發(fā)生彈性變形的每道次工序進(jìn)行模具型腔面迭代補(bǔ)償，直到最終葉片鍛件精度滿足要求。

30、進(jìn)一步的，所述s105輸出滿足葉片精度要求的每道次工序的模具三維模型。

31、本發(fā)明的有益效果為：

32、本發(fā)明根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算葉片每道次成型過(guò)程中彈性變形量，基于模具型腔補(bǔ)償方法依次優(yōu)化每道次成型工序的模具型腔，保證葉片鍛件尺寸精度。

技術(shù)特征：

1.一種多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s101中，葉片鍛造成型工序、工藝參數(shù)及設(shè)備參數(shù)包括：葉片坯料的形狀和尺寸、成型工藝流程、每道次工序模具的形狀和尺寸、每道次工序鍛件的形狀和尺寸、每道次工序工藝參數(shù)、葉片的材質(zhì)、模具的材質(zhì)以及模具上模的下行速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s102具體包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s103具體包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s104中，優(yōu)化成型工序的模具型腔的方法具體包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s104.2之后還包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s104還包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述s105輸出滿足葉片精度要求的每道次工序的模具三維模型。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鍛造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多道次鍛造成型葉片的模具型腔設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：確定葉片鍛造成型工序、工藝參數(shù)及葉片材料；建立葉片多道次鍛造成型過(guò)程的有限元模型，計(jì)算每道次成型工序的模具彈性變形量；基于所述彈性變形量建立模具型腔補(bǔ)償方法；基于所述模具型腔補(bǔ)償方法依次優(yōu)化每道次成型工序的模具型腔；最后輸出每道次成型工序的模具模型。本發(fā)明根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算葉片每道次成型過(guò)程中彈性變形量，基于模具型腔補(bǔ)償方法依次優(yōu)化每道次成型工序的模具型腔，保證葉片鍛件尺寸精度。

技術(shù)研發(fā)人員：謝丹,吳國(guó)煒,鄧娟,龍閱文,何浩林,蔡槐
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)航發(fā)成都發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21