本发明属于机械加工，具体涉及一种叶片预锻件及其型线设计方法。
背景技术：
1、对于宽弦薄壁曲率大的叶片，在预锻件设计过程中，通常采用欠压法或椭圆法设计，欠压法为利用叶片的理论型线向厚度变厚方向偏置，偏置量以理论线最厚处的尺寸乘以需要的变形程度计算得，椭圆法和欠压法类似，以理论型线最厚处乘以需要的变形程度计算得椭圆的短径，结构可为一个椭圆或两个相接椭圆用曲线过渡；
2、以上方法存在的不足：欠压法设计的预锻件预锻型线与理论型线完全贴合，成形中金属流动阻力大，尺寸变形大，模具寿命低；椭圆法设计的预锻型线各部分变形程度差异大，影响晶粒均匀性，变形过程中金属先弯曲再成型，残余应力大，叶片容易出现纵向明暗条纹、裂纹等冶金缺陷。
3、综上所述，现有技术中的预锻件预锻型线设计方法存在造成预锻件尺寸变形大，残余应力大的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种叶片预锻件及其型线设计方法，用于叶片零件预锻件的设计，通过合理分配金属体积，使叶片终锻时变形程度一致，获得更均匀的组织。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种叶片预锻件型线设计方法，包括以下步骤，
4、步骤1，从预锻件型线设计的截面中选择a0截面和n截面，并按照预设距离在a0截面至n截面之间选取中间截面，形成一组从a0截面至n截面的若干个截面中的理论型线用于进行预锻件设计；
5、步骤2，连接理论型线前缘圆心和后缘圆形，在x轴向距离l的每个n等份处以等分线为圆心做理论型线上下曲线的切圆，用样条线从前缘圆心开始顺序连接所有切圆圆心生产理论型线的中弧线；
6、步骤3，以x轴向距离l的中线与步骤2的中弧线交点为圆心做步骤1中理论型线的相切圆，并在x轴向距离l的中线两侧做理论型线的相切圆；
7、步骤4，依据叶片成型的变形量，在步骤3中的三个圆圆心处扩大直径得到三个新圆，分别作圆弧线与三个新圆的上半部和下半部相切，得到上下各一条弧线记为弧线r上、弧线r下；
8、步骤5，依据弧线r上、弧线r下与步骤4中的两端的新圆，得到封闭的预锻件型线；
9、步骤6，重复步骤2至步骤5完成步骤1中选取的剩余截面的理论型线操作，得到一组封闭的预锻件型线。
10、优选的，步骤1中，a0截面至n截面的距离为s；中间截面为从a0开始计算每增加s/m位置的数据，选取该数据两侧最近的截面，形成一组从a0至n截面共m+1个理论型线用于进行预锻件设计。
11、进一步的，步骤1中，m选取范围为2、3、4、5、6。
12、优选的，步骤2中，n选取范围为不下于9的整数。
13、优选的，步骤3中，去除步骤2中的切圆，保留步骤1中的理论型线和步骤2中的中弧线，以x轴向距离l的中线与中弧线交点为圆心做理论型线的相切圆，直径为φt0，中线向左和右偏置l/3位置处做理论型线的相切圆，直径分别为φt1和φt2。
14、优选的，步骤4中，叶片成型的变形量范围为20％～80％之间。
15、进一步的，当叶片为tc4钛合金材料，叶片成型的变形量为50％。
16、优选的，步骤5中，将前缘的新圆从与弧线r上、弧线r下切点处打断保留左边部分圆弧线计为r1，将后缘的新圆从与弧线r上、弧线r下切点处打断保留右边部分圆弧线计为r2，这样圆弧线r1、弧线r上、圆弧线r2、弧线r下构成封闭的预锻件型线。
17、优选的，步骤6中，依据得到的一组封闭预锻件型线进行后期预锻件的三维建模。
18、一种叶片预锻件，采用上述任意一项所述的一种叶片预锻件型线设计方法，得到一组封闭的预锻件型线用于后期预锻件的三维建模；依据预锻件的三维建模采用数控机床加工出预锻件的模具，采用模具进行预锻件的锻造。
19、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
20、本发明提供一种叶片预锻件型线设计方法，通过将整体叶型分为几个控制截面，每个控制截面取两边和中间三点分别计算各自偏置量，然后再重新建模，避免了现有技术中采用欠压设计方法和椭圆法存在的问题。本发明通过合理分配金属体积，使叶片终锻时变形程度一致，获得更均匀的组织。将用该方法设计的预锻件放入终锻模具中，预锻件仅中间区域与模具贴合，前后缘大面积区域远离模具，一方面减缓了预锻件与模具的热传递引起的温度损失，保持较高的始锻温度，另一方面预锻件的体积分布和曲率方向利于金属的流动，该设计方法能获得更好的尺寸精度、表面质量和均匀组织。
1.一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤1中，a0截面至n截面的距离为s；中间截面为从a0开始计算每增加s/m位置的数据，选取该数据两侧最近的截面，形成一组从a0至n截面共m+1个理论型线用于进行预锻件设计。
3.根据权利要求2所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤1中，m选取范围为2、3、4、5、6。
4.根据权利要求1所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤2中，n选取范围为不下于9的整数。
5.根据权利要求1所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤3中，去除步骤2中的切圆，保留步骤1中的理论型线和步骤2中的中弧线，以x轴向距离l的中线与中弧线交点为圆心做理论型线的相切圆，直径为φt0，中线向左和右偏置l/3位置处做理论型线的相切圆，直径分别为φt1和φt2。
6.根据权利要求1所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤4中，叶片成型的变形量范围为20％～80％之间。
7.根据权利要求6所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，当叶片为tc4钛合金材料，叶片成型的变形量为50％。
8.根据权利要求1所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤5中，将前缘的新圆从与弧线r上、弧线r下切点处打断保留左边部分圆弧线计为r1，将后缘的新圆从与弧线r上、弧线r下切点处打断保留右边部分圆弧线计为r2，这样圆弧线r1、弧线r上、圆弧线r2、弧线r下构成封闭的预锻件型线。
9.根据权利要求1所述的一种叶片预锻件型线设计方法，其特征在于，步骤6中，依据得到的一组封闭预锻件型线进行后期预锻件的三维建模。
10.一种叶片预锻件，其特征在于，采用权利要求1至9任意一项所述的一种叶片预锻件型线设计方法，得到一组封闭的预锻件型线用于后期预锻件的三维建模；依据预锻件的三维建模采用数控机床加工出预锻件的模具，采用模具进行预锻件的锻造。
