涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法.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CN109341633A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811442475.0(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)发明人彭真贺峥嵘胡玥曹航杨重李振锋郑朝会包超君(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5页附图4页(54)发明名称涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法(57)摘要本发明公开了一种涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，利用三坐标测量仪的球头半径补充逆向推导得出涡轮叶片截面轮廓尺寸，包括以下步骤：利用三维建模；构造标准涡轮叶片的预定型面高度的理论叶型轮廓曲线；理论叶型轮廓曲线经半径补偿后构造理论叶型补偿轮廓曲线；理论叶型轮廓曲线与理论叶型补偿轮廓曲线进行比对评价，获取理论误差值；三坐标测量待测量涡轮叶片的预定型面高度的实测叶型轮廓曲线；通过理论误差值和半径补偿，逆向推导得出实际涡轮叶片截面轮廓尺寸。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。CN109341633ACN109341633A权利要求书1/2页1.一种涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，利用三坐标测量仪的球头半径补充逆向推导得出涡轮叶片截面轮廓尺寸，其特征在于，包括以下步骤：利用三维建模；构造标准涡轮叶片的预定型面高度的理论叶型轮廓曲线；理论叶型轮廓曲线经半径补偿后构造理论叶型补偿轮廓曲线；理论叶型轮廓曲线与理论叶型补偿轮廓曲线进行比对评价，获取理论误差值；三坐标测量待测量涡轮叶片的预定型面高度的实测叶型轮廓曲线；通过理论误差值和半径补偿，逆向推导得出实际涡轮叶片截面轮廓尺寸。2.根据权利要求1所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，理论叶型轮廓曲线的构造方法为：利用预定型面高度的叶型轮廓曲线的设计参数构造理论叶型轮廓曲线。3.根据权利要求1所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，理论叶型补偿轮廓曲线的构造方法为：令三坐标测量仪的测量球半径为r，预定型面高度为z，在预定型面高度z往上或往下r距离上构造平面β；控制测量球的球心高度保持高度恒定为z进行轮廓测量，保持测量球分别与标准涡轮叶片的型面以及平面β相切，且测量球的球心在平面β的投影为测量球与平面β的切点，而测量球与标准涡轮叶片的型面切点即为测量球与型面的实际接触点。4.根据权利要求3所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，对测量球与平面β和标准涡轮叶片的型面进行滚球运算，测量球运动轨迹在平面β上的切点连线即为测量球球心在平面β上的投影轮廓线；测量球运动轨迹在标准涡轮叶片型面上的切点连线即为测量球与型面实际接触点的触点轮廓线；将投影轮廓线反投影到Z高度所在平面即可得到测量球球心轮廓线。5.根据权利要求4所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，恒定至预定型面高度对标准涡轮叶片进行恒定高度测量叶型轮廓时，根据半径补偿原理，将测量球球心轮廓沿三坐标测量仪的测量杆轴向向标准涡轮叶片方向偏置球心半径r，得到理论叶型补偿轮廓曲线；在预定型面高度的二维平面上比对评价，以获取二维平面上理论叶型补偿轮廓曲线与理论叶型轮廓曲线的差别。6.根据权利要求5所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，利用理论叶型补偿轮廓曲线以及理论叶型轮廓曲线，获取理论误差值。7.根据权利要求6所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，装夹固定待测量涡轮叶片，恒定至预定型面高度对待测量涡轮叶片进行恒定高度测量叶型轮廓，获取实测叶型轮廓曲线，通过半径补充获取实际叶型补偿轮廓曲线，实际叶型补偿轮廓曲线通过理论误差值的修正补偿，获取实际涡轮叶片截面轮廓尺寸。8.根据权利要求1至7中任一项所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，三坐标测量仪的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。9.根据权利要求1至7中任一项所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，其特征在于，2CN109341633A权利要求书2/2页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。10.根据权利要求1至7中任一项所述的涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法，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；测量杆采用不锈钢杆、碳化钨杆或陶瓷杆。3CN109341633A说明书1/5页涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法技术领域[0001]本发明涉及航空发动机涡轮叶片测量技术领域，特别地，涉及一种涡轮叶片截面轮廓尺寸测量方法。背景技术[0002]涡轮叶片是航空发动机的关键零部件，叶片截面轮廓尺