劉天保++劉鴻亮++王連運(yùn)

摘 要：本文是在一種創(chuàng)新思維指導(dǎo)下，利用和開發(fā)普通計算機(jī)的CAXA電子圖板的圖庫功能展開新三元葉片，完成新三元葉片展開方法的創(chuàng)新研究與基本展開型譜的創(chuàng)建工作，解決了原展開方法誤差大，不能創(chuàng)建新三元葉片基本型譜的難題。使新三元葉片展開工作變得更簡單、更精確、更快捷。本文通過對CAXA電子圖板的圖庫功能的進(jìn)一步開發(fā)和利用，較詳細(xì)地闡述了新三元葉片的展開原理、方法及新三元葉片基本展開型譜的創(chuàng)建過程，展示了新三元葉片基本展開型譜所具有的極大簡化葉片展開工作、方便多用模具的設(shè)計與實施、促進(jìn)葉片的預(yù)修型工作等多項功能。本文還通過對新、舊兩種展開方法結(jié)果的比對分析，進(jìn)一步闡明了本文的創(chuàng)新展開方法在顯著提高葉片展開精度方面的真實、可靠性。新三元葉片展開方法創(chuàng)新研究與基本展開型譜的創(chuàng)建成功，是該項設(shè)計技術(shù)的一次重大技術(shù)創(chuàng)新，標(biāo)志著我廠三元葉輪的制造技術(shù)水平再跨新臺階。本文對類似的技術(shù)工作具有指導(dǎo)意義，可在同行業(yè)廠家推廣應(yīng)用，將在提高設(shè)計水平、縮短產(chǎn)品制造周期等方面創(chuàng)造顯著的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：型譜 創(chuàng)新 效益

中圖分類號：TU71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0007-01

新三元葉片是指繼H518、H520之后我廠近幾年改進(jìn)后的全三元流動產(chǎn)品葉片，由于其進(jìn)口曲線的微妙變化，給葉片的展開工作造成很大困難，若套用原“390”舊程序展開，誤差很大，用原法創(chuàng)建葉片展開型譜，明顯存在著多項誤差，如展開重合度誤差、局部邊線方向誤差等多達(dá)十余項，有的誤差數(shù)值竟超過10 mm，顯然，用舊方法展開的葉片精度太低，用其創(chuàng)建的葉片型譜是不能應(yīng)用的。而由這類三葉片構(gòu)成的產(chǎn)品是我廠現(xiàn)在的主導(dǎo)產(chǎn)品。為企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高產(chǎn)品質(zhì)量，急需創(chuàng)造研制一種新方法。

1 新法展開新三元葉片原理

新三元葉片是我廠T型葉輪點(diǎn)元素三元葉片的改進(jìn)型，改進(jìn)前的老三元葉片很早就創(chuàng)建了基本展開型譜，而新三元葉片卻一直沒能創(chuàng)建型譜，原因在于：雖然新三元葉片邊界點(diǎn)及葉片截面型線各點(diǎn)與老三元葉片基本相同，也是分布在三維空間，該葉片各處的型面也是由特殊的曲面構(gòu)成，但是，由于對葉片進(jìn)口曲線進(jìn)行了較大修改，如果套用原程序展開葉片，無法確定展開基準(zhǔn)邊，常會發(fā)生干涉現(xiàn)象，降低展開精度，最后只能得到誤差極大的結(jié)果。為攻克此難題，這里創(chuàng)新研究了新的方法。在這里我們首先將葉片邊界點(diǎn)分成g、s兩組，以最多邊界點(diǎn)葉片為模式，少邊界點(diǎn)的葉片可以如圖示方法補(bǔ)邊界點(diǎn)，這樣在開發(fā)利用計算機(jī)圖庫功能時，只需定義一個通用葉片展開圖符，就可以完成全部七大系列不同數(shù)量邊界點(diǎn)葉片的展開工作。在定義葉片展開圖符時，首先將各邊界點(diǎn)的坐標(biāo)值定義成基本圖符變量，按規(guī)則將各邊界點(diǎn)坐標(biāo)值輸入所建圖庫，再把求各點(diǎn)距離定義成圖符的中間變量，葉片展開圖符定義之后，只需輸入葉片坐標(biāo)值，利用電子圖板“庫操作”的提取圖符功能可以立即得到右部所示葉片各邊真實長度及標(biāo)注圖，為展開葉片獲得了足夠的技術(shù)信息，可以直接利用此實際長度方便地作出葉片展開圖。

2 新三元葉片基本展開型譜創(chuàng)建

由于各系列葉片展開是嚴(yán)格按照同一的葉片展開基準(zhǔn)進(jìn)行的，因此，各系列葉片的展開圖形能夠統(tǒng)一整合到一起，創(chuàng)建成新三元葉片基本展開型譜。

在新三元葉片基本展開型譜圖中，我們可以清楚地看到，各系列葉片的公共邊是完全重合的，各系列葉片按著寬徑比系數(shù)的變化在整個型面上的分割情況也是清晰可見的，排除了原程序展開新葉片的所有誤差，因此可以確信，這里創(chuàng)建的新三元葉片基本展開型譜是成功的。值得一提的是，我們都知道，按常規(guī)三元葉片是不可展開的，那么，新三元葉片基本展開型譜也一定存在著少量誤差，由于此方法在展開葉片時，特意將誤差避開了有定位基準(zhǔn)要求的葉片進(jìn)口邊、輪蓋邊、輪軸邊，而將誤差排到含有加工余量、不被發(fā)現(xiàn)的葉片出口邊，在葉片成型與拼裝時，由于這里沒有定位基準(zhǔn)要求，因此葉片出口邊的誤差對產(chǎn)品質(zhì)量沒有絲毫影響，這也正是此展開方法的高明之處。

新三元葉片基本展開型譜是依據(jù)我廠葉輪直徑1000 mm、各種寬徑比系數(shù)的點(diǎn)元素新三元葉片葉型中分面空間邊界點(diǎn)所有數(shù)據(jù)，通過開發(fā)、利用CAXA電子圖板圖庫功能，輔助設(shè)計所得到的成功結(jié)果。在圖庫中新三元葉片基本展開型譜是彩色的，按葉片寬徑比0.095、0.090、0.085、0.080、 0.075、0.070、0.065由大到小七個系列分別配置了赤、橙、黃、綠、青、蘭、紫色彩及圖層。使用者可以很方便的任意選擇某系列圖形進(jìn)行對比及應(yīng)用。

3 新三元葉片基本展開型譜的功能

該新三元葉片基本展開型譜包容了我廠該類產(chǎn)品的所有葉片展開形狀，因此，也同樣具有以前其它葉片圖譜的特別豐富的功能。

3.1 簡化了新三元葉片展開工作

新三元葉片型譜輪廓大小與葉輪直徑的變化是一致的，該葉片基本展開型譜是按葉輪直徑1000 mm的葉片創(chuàng)建的，要想得到其它葉輪直徑的展開葉片，只需將該型譜與葉輪直徑的變化相一致即可。

3.2 方便了多用模具的設(shè)計與實施

我廠每套三元葉片壓型模制造成本都在萬元以上，開發(fā)一模多用工作能為廠創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益，這項工作的關(guān)鍵是很難確定相關(guān)葉片的成型定位點(diǎn)，創(chuàng)建了葉片基本展開型譜后，各系列葉片的相互關(guān)系一目了然，可以用該型譜推算出各模具一模多用時定位銷的增減量，甚至可以直接把葉片基本展開型譜做成柔性樣板，鋪到模具的基本型面上，即可確定各系列葉片的成型定位點(diǎn)，解決了關(guān)鍵問題，促進(jìn)了開展一模多用的設(shè)計與實施。

3.3 促進(jìn)了葉片的預(yù)修型工作

葉片的預(yù)修型就是憑借可靠的技術(shù)經(jīng)驗，在葉片展開時或在葉片壓型之前，預(yù)先已對葉片或葉片展開樣板進(jìn)行了修型處理，這一措施對提高制造工藝水平、縮短產(chǎn)品制造周期具有重大意義。

4 結(jié)論與建議

新三元葉片展開方法的創(chuàng)新研究與基本展開型譜的成功創(chuàng)建，是該項設(shè)計技術(shù)的一次重大技術(shù)創(chuàng)新，極大的提高了新三元葉片的展開精度，把葉片的重合度指標(biāo)提高了十余個百分點(diǎn)，使得我廠新三元葉輪的制造技術(shù)水平再跨新臺階。本文對類似的技術(shù)工作具有指導(dǎo)意義，可在同行業(yè)廠家推廣應(yīng)用，將在提高設(shè)計水平、縮短產(chǎn)品制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面創(chuàng)造顯著的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

最后，誠懇希望大家對本文的缺點(diǎn)和不足提出批評、指正，希望更高新的技術(shù)得到交流，為進(jìn)一步提高科技創(chuàng)新能力、振興老工業(yè)基地、發(fā)展現(xiàn)代裝備制造業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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