一种电解阴极型面修正的数据快速处理方法

技术领域

本发明涉及特种加工技术领域，尤其涉及一种电解阴极型面修正的数据快速处理方法。

背景技术

航空发动机压气机轴颈类叶片模锻毛坯以及数控铣加工工艺导致叶片变形，造成叶身型面扭转及部分截面位置度超差，为此引入了精密电解成形技术。

目前精密电解成形技术进行阴极优化，首先用初始阴极型面电解加工叶片零件，检测叶片叶身型面，找到叶片型面超差位置及超差量，根据超差位置及超差量在UG平台上手动调整电解阴极对应位置的型面，按照相反方向进行补偿，按照补偿后的阴极型面模型进行编程修整优化阴极型面，进行精密电解加工叶片零件，再进行叶片型面检测，反复循环，直到叶片叶身型面符合设计要求为止；然而，在精密电解成形工艺迭代过程中，叶片电解成形阴极型面优化工作量大，离散度高，迭代效果不易收敛。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电解阴极型面修正的数据快速处理方法，在基于变形控制的双轴颈叶片精密电解成形阴极迭代方法研究中，阴极迭代优化工作量大，阴极叶身型面修整后，电解成形叶片型面偏差离散度高，为此提炼一种方法，固化阴极型面优化流程，避免工艺迭代过程中引入非必要边界要素，使迭代过程稳定收敛，快速完成工艺开发。

一种电解阴极型面修正的数据快速处理方法，包括以下步骤：

步骤1：使用建模软件建立叶片理论三维模型，根据叶片理论三维模型的坐标系，结合实际测量的叶片轮廓数据，建立叶片以及叶片电解阴极的UG三维模型，其坐标轴为XYZ坐标轴，获得叶片叶身型面曲面和叶片电解阴极成形表面曲面，并保存为两个曲面文件；

步骤2：将步骤1得到的两个曲面文件分别导入逆向工程软件，以u方向为x mm间距、v方向为y mm点间距生成点云，并保存为两个点云文件；

其中uv方向分别为曲面的横向和纵向。

步骤3：将步骤2得到的两个点云文件导入建模软件，对点云中的每个点添加矢量信息，形成带矢量方向的点云文件；

步骤4：将电解阴极成形表面的矢量点云按一定顺序进行点云的点坐标提取，分开X、Y坐标和Z坐标，导入excel文件，进行保存；

步骤5：将叶片理论三维模型导入gom蓝光拍照测量设备，将叶片理论三维模型对应的带有矢量方向的点云文件导入gom蓝光拍照测量设备；

步骤6：对电解加工后的叶片叶身进行蓝光拍照扫描测量，将扫描获得实际叶片叶身点云文件作为目标点集，叶片理论三维模型以叶片叶身型面为参考点集，按照ICP算法进行最佳区域匹配拟合，收敛于f(R，T)≤0.03mm；

其中：P

步骤7：计算叶片叶身型面上的每个矢量点对应的实际叶片叶身型面的Z向偏差方向及偏差量，将所有矢量点处的偏差量导入excel中，调整格式后按照步骤4顺序记入excel文件进行保存；

步骤8：将步骤7获得的叶片叶身型面Z向偏差量在excel软件中分别进行反向处理后，与步骤4获得的点云的每个点的Z坐标进行相加运算，获得电解阴极成形表面点云的新的Z值；

步骤9：对于步骤4获得的电解阴极成形表面的点云坐标，将Z值用步骤8获得的数据进行替换，从而得到新的电解阴极成形表面点云坐标；

步骤10：利用建模软件平台逆向工程，将步骤9获得的新的电解阴极成形表面点云坐标生成新的电解阴极成形曲线；

步骤11：在电解阴极模型的原始理论三维模型下，使用新的电解阴极成形曲面进行修模编程，实现电解阴极形面修正。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明提供一种电解阴极型面修正的数据快速处理方法，完成叶片叶身型面曲面、电解阴极型面曲面点云划分后，接下来的操作都固化到软件中，避免人工操作引入的不确定因素分险，降低人工迭代优化电解阴极型面操作强度，使工艺迭代的电解阴极修模环节稳定可靠。本方法可高效用于多次阴极修模工艺迭代。

附图说明

图1为本发明实施例中数据快速处理方法整体流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种电解阴极型面修正的数据快速处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1：使用建模软件建立叶片理论三维模型，根据叶片理论三维模型的坐标系，结合实际测量的叶片轮廓数据，建立叶片以及叶片电解阴极的UG三维模型，其坐标轴为XYZ坐标轴，获得叶片叶身型面曲面和叶片电解阴极成形表面曲面，并保存为两个曲面文件；

步骤2：将步骤1得到的两个曲面文件分别导入逆向工程软件，本实施例中使用imageware软件，以u方向为x mm间距、v方向为y mm点间距生成点云，并保存为两个点云文件；

其中uv方向分别为曲面的横向和纵向。

其中x、y可以根据实际情况进行确定。对叶片电解阴极设计模型、叶片设计模型进行点云化处理。在电解阴极设计模型、叶片设计模型的UG图中，在原始坐标系下提取模型曲面信息，导入imageware软件，以u、v方向均为0.1mm点间距生成点云。

步骤3：将步骤2得到的两个点云文件导入建模软件，本实施例中使用GeometryStudio软件，对点云中的每个点添加矢量信息，形成带矢量方向的点云文件；

步骤4：将电解阴极成形表面的矢量点云按一定顺序进行点云的点坐标提取，分开X、Y坐标和Z坐标，导入excel文件，进行保存；

步骤5：将叶片理论三维模型导入gom蓝光拍照测量设备，将叶片理论三维模型对应的带有矢量方向的点云文件导入gom蓝光拍照测量设备；

步骤6：对电解加工后的叶片叶身进行蓝光拍照扫描测量，将扫描获得实际叶片叶身点云文件作为目标点集，叶片理论三维模型以叶片叶身型面为参考点集，按照ICP算法进行最佳区域匹配拟合，收敛于f(R，T)≤0.03mm；

其中：P

步骤7：计算叶片叶身型面上的每个矢量点对应的实际叶片叶身型面的Z向偏差方向及偏差量，将所有矢量点处的偏差量导入excel中，调整格式后按照步骤4顺序记入excel文件进行保存。

本实施例中在最佳拟和条件下，使用“与网格的交点”测量原理，对导入的带有矢量方向的点云文件中每个点进行计算，获取每个理论点在叶片实测点云上的实际对应点，并且计算实际点与理论点的偏差值。

步骤8：将步骤7获得的叶片叶身型面Z向偏差量在excel软件中分别进行反向处理后，与步骤4获得的点云的每个点的Z坐标进行相加运算，获得电解阴极成形表面点云的新的Z值；

本实施例中反向处理为，将偏差值乘以(-1)，与叶片电解阴极设计模型提取的点云中的每个点进行相加运算。

步骤9：对于步骤4获得的电解阴极成形表面的点云坐标，将Z值用步骤8获得的数据进行替换，从而得到新的电解阴极成形表面点云坐标；

步骤10：利用建模软件平台逆向工程，本实施例使用UG软件，将步骤9获得的新的电解阴极成形表面点云坐标生成新的电解阴极成形曲线；

步骤11：在电解阴极模型的原始理论三维模型下，使用新的电解阴极成形曲面进行修模编程，实现电解阴极形面修正。

本实施例中将运算后的叶片电解阴极设计模型提取的点云文件，导入imageware软件，生成片体文件。将片体文件导入UG软件，进行铣加工编程。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。