基于高參數(shù)均勻性的葉片曲面光順造型方法*

田 野，寧 濤，陳志同

（1.北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院復(fù)雜曲面先進(jìn)加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，北京 100191；2.北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程及自動化學(xué)院飛行器制造工程實(shí)驗(yàn)室，北京 100191）

復(fù)雜曲面類零件被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)、直升機(jī)螺旋槳、汽輪機(jī)、汽車精密模具等關(guān)鍵部件的生產(chǎn)制造中。航空發(fā)動機(jī)具有高復(fù)雜度和高精密性的特點(diǎn)，其制造技術(shù)是國防實(shí)力的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。航空發(fā)動機(jī)葉片的質(zhì)量很大程度上決定了發(fā)動機(jī)的核心性能。葉片曲面的光順造型對后續(xù)的加工流程極為重要，光順的曲面造型更有利于生成平滑的刀軌，提高加工精度與加工效率。因此葉片的曲面造型不是僅停留在對數(shù)據(jù)點(diǎn)的簡單擬合來獲得其大致外形，更重要的是對數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行一系列的優(yōu)化，自動快速地獲得光順曲面。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于曲面的光順造型開展了一系列研究。

在葉片光順曲面造型方面，根據(jù)葉片幾何特征間約束的表達(dá)可分為基于曲線變形的曲面造型方法與基于曲線擬合的曲面造型方法。曲線變形方法包含七段圓弧法、非剛性配準(zhǔn)法、分段高斯映射法等。七段圓弧法最早由Mohaghegh 等[1]提出，通過單層二維截面上數(shù)據(jù)點(diǎn)的劃分來拼接構(gòu)造七段圓弧以獲得完整截面輪廓線。從特征約束的角度出發(fā)，Mohaghegh 等[2]提出了葉片曲面重構(gòu)的3 個基本步驟來構(gòu)造葉片曲面。Piya 等[3]提出分段高斯映射法并在機(jī)翼上應(yīng)用且取得了成功。Li等[4]提出的非剛性變形配準(zhǔn)方法可在一定的精度條件下重構(gòu)多層截面輪廓線。……