精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109341634A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811443212.1(22)申请日2018.11.29(71)申请人株洲中航动力精密铸造有限公司地址412002湖南省株洲市芦淞区董家塅(72)发明人彭真金天文申大为陶晓建乐政齐飞唐双双王玉雷贺峥嵘(74)专利代理机构长沙智嵘专利代理事务所(普通合伙)43211代理人刘宏(51)Int.Cl.G01B21/20(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法(57)摘要本发明公开了一种精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在三坐标测量仪的测头上标定用于与涡轮叶片型面接触的标定点，标定点为A；在涡轮叶片的预定型面高度的型面任取一点作为标定点A对正找准定位的定位点，定位点为B；调整测头高度并适应于定位点B位置处的型面矢量方向，使得测头标定点A与定位点B重合；测头从定位点B位置沿着预定型面高度的型面轮廓行走一圈，获取预定型面高度的型面的实测三坐标测量数据值；实测三坐标测量数据值经过半径补偿获取涡轮叶片的预定型面高度的型面的实际三坐标数据值。整个测量过程简便，工作效率高，测量精度高。适合于各种类型的精密铸造涡轮叶片的型面尺寸测量。CN109341634ACN109341634A权利要求书1/2页1.一种精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：在三坐标测量仪的测头上标定用于与涡轮叶片型面接触的标定点，标定点为A；在涡轮叶片的预定型面高度的型面轮廓上任取一点作为标定点A对正找准定位的定位点，定位点为B；调整测头高度并适应于定位点B位置处的型面矢量方向，使得测头标定点A与定位点B重合；测头从定位点B位置沿着预定型面高度的型面轮廓行走一圈，获取预定型面高度的型面的实测三坐标测量数据值；实测三坐标测量数据值经过半径补偿获取涡轮叶片的预定型面高度的型面的实际三坐标数据值。2.根据权利要求1所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，标定点A处于三坐标测量仪测量杆轴向相对的测点顶点，此时测点顶点与预定型面高度的型面轮廓重叠，实测三坐标测量数据值通过测点半径进行半径补偿得到实际三坐标数据值。3.根据权利要求1所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，标定点A处于偏离三坐标测量仪测量杆轴向的非顶点位置，标定点A与涡轮叶片的叶型纵向截面线倾角为θ，实测三坐标测量数据值通过测点半径和倾角θ进行半径补偿得到涡轮叶片的预定型面高度的型面的实际三坐标数据值。4.根据权利要求1所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，当涡轮叶片的叶根截面相对于叶尖截面扭角大，而导致叶型纵向截面线倾角θ大，测量误差值δ随之增大，测量误差值δ由测头余弦半径补偿误差导致，此时通过在预定型面高度的型面上下对应高度位置找寻第一辅助测量型面与第二辅助测量型面，通过双线测量法获取对应于第一辅助测量型面和第二辅助测量型面上涡轮叶片的叶片型面倾角α，获取正确的余弦补偿值，从而修正预定型面高度的型面的实际三坐标数据值，获取精确的实际三坐标数据值。5.根据权利要求4所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，预定型面高度为Z，取预定型面高度方向单位长度为1分别测量两型面高度下的型面轮廓，上下两型面高度分别为Z1和Z2；型面高度Z1和Z2高度下二维平面上测点球心的水平值定位为y(+0.5)和y(-0.5)，则在预定型面高度下二维平面上测点球心的水平值为：当单位长度1足够小，涡轮叶片轴向上曲线可以近似为直线，因此，令Δy＝y(+0.5)-y(-0.5),则2CN109341634A权利要求书2/2页根据上式可得：测点圆心为O点，在三角形OAB中sinα＝cosθ因此，从而可得实际测量值为y-δ。6.根据权利要求1至5中任一项所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，测头包括测量杆和测量球，测量球采用测量圆球或测量半球。7.根据权利要求6所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，测量球采用氮化硅测球、氧化锆测球或红宝石测球。8.根据权利要求6所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，测量球的接触部位设置成向内凹陷的凹陷部，以使凹陷部的凹陷边缘作为接触部位；标定点A处于凹陷部的凹陷边缘上。9.根据权利要求8所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，凹陷部呈环状，且沿测量杆的周向环布于测量球表面。10.根据权利要求1至5中任一项所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，凹陷部偏离于测量杆的轴线并布设于测量球表面，通过控制测量杆沿周向转动以调节凹陷部的朝向。3CN109341634A