某机单品叶片综合测量研究

根据定位、测量原理,保证叶片生产的质量前提,研究和设计了一种实用式的检测叶片型面的综合测具结构。由于该叶片是单晶组织控制的精密铸造叶片,是无余量的精铸叶片,它的曲率变化大、叶身长,定位的两个截面位置形式不同,在该测具上要检测无余量9个截面叶身型面、8个上下缘板通道点尺寸,而该测具X方向的定位点是由叶片两个截面（S10、S2）的进气边两点定位,Y向有榫头叶背方向的2点和S2截面上的1点共3点定位,其中叶型曲率变化大的截面型面上只有一点定位,这种情况测具的定位机构要注意它的稳定性;压紧机构要考虑叶片与定位面贴合度,并且要操作简单,装、夹方便快捷。这样叶片在测量中能得到稳定数据,满足工艺对叶片测量的需求。     

浅谈轴向双定位叶片综合测具的应用

文章介绍了根据定位、测量原理、公差分配原理,研究和设计的一种新型式的双向定位检测无余量叶片的测具结构。该测具采用了双向两点的轴向定位形式,体现了双向轴向点分担定位公差的理念,采用了空间连接的形式,满足了对叶片的5个叶身截面的型面测量（包括叶身扭转的状态）以及叶片上、下缘板的12个通道点测量功能。同时还要保证所有的定位机构、压紧机构满足叶片的扭转功能。这种情况的测具定位机构要注意它的稳定性及布局合理性;压紧机构要考虑操作方便、叶片与定位面贴合度要好。这样叶片在测量中能得到稳定数据,满足工艺对叶片测量的需求。     

浅谈精铸涡轮叶片综合检测的设计

研究设计的精铸涡轮叶片综合测具能实现叶片叶身型面各截面理论位置的测量及叶片偏移、扭转后型面的测量,并同时在该测具上能实现缘板及叶冠内表面通道点的检测要求,使叶片实现了一次定位夹紧,多项检测,直接检测出型面与缘板及叶冠内表面的相互关系,提高了叶片检测精度,避免了重复定位给叶片带来的累积误差,降低了工装的设计制造成本,缩短了新产品研制的生产周期,提高了测量效率。为了提高设计的准确性,采用三维UG建模设计,准确采集叶片通道和型面参数,解决了繁琐的空间尺寸计算,提高了设计效率和准确性。它非常适用于精铸叶片加工生产现场,是一种结构简单,操作方便的检测工具。     

某叶片盆向缘板测具的改进设计研究

本文主要介绍了新型的某叶片(成联)盆向缘板尺寸测具设计特点,通过与传统测具的对比,详细的分析了在新型叶片盆向缘板尺寸测具中,高效的六点定位结构的使用方式,简明夹紧机构的应用方法以及有效测量系统的选择应用。通过对以上改进方法的阐述,论证了新的量具不仅具有量具的测量功能,而且具有夹具的功能;同时为测具的设计提供了一种新的设计思路。该测具的使用可以简化加工工艺流程,提高产品的测量精度,降低工人的劳动强度,提高产品加工工作效率。     

叶片观察孔位置度检测的研究

随着发动机性能不断提高,对叶片的精度要求也越来越高,某叶片组件孔位置度检测测具,解决了上缘板孔位置度无法测量的难题,采用1套测具检查上缘板四孔位置度,满足生产需要,主要描述如何满足生产需求所需测具的设计过程。使叶片实现了一次定位夹紧,提高了叶片检测精度,避免了重复定位给叶片带来的累积误差。为了提高设计的准确性,采用三维UG建模设计,准确采集叶片型面参数,解决了繁琐的空间尺寸计算,提高了设计效率和准确性。     

叶片截面线特征点的快速提取及其实验研究

针对叶片加工过程中的测量效率问题,从叶片截面线的曲率突变性出发提出一种提取截面线特征点的方法.根据截面线离散点积分曲线的单调性将截面线划分为曲率平滑区域与曲率突变区域,综合离散点曲率与区域性质选取基本特征点.构造B样条曲线逼近原始曲线,直到两曲线之间的Hausdorff距离满足预设阀值,完成特征点提取.计算及实验结果表明,特征点分布疏密程度与截面线曲率变化相关.在阀值为0.05mm的条件下,算法平均压缩率达到98%,平均计算时间为103 s.相比传统方法,该方法能快速收敛到设定误差,对提高叶片测量效率有一定指导意义.     

涡轮导向叶片蜡模组焊件的测量

涡轮导向叶片蜡模组件是由三个单联叶片蜡件组焊接而成,涡轮导向叶片蜡模组件形状复杂,蜡件收缩率大,且通道公差也大,易变形,检测定位难度很大,需要检测导向叶片蜡模单件和组件安装板两侧面中心位置尺寸,安装板侧面由双斜面形成空间位置,该测量装置既实现各单件通道尺寸测量,又能满足焊接后的尺寸和焊接后各单联叶片的相互位置要求,边焊接边检查。由于蜡件熔铸成型时,每个蜡件尺寸不同,变形大,因此需要此测具克服位置尺寸公差进行测量,从结构上采用斜块涨紧,并限制蜡件叶片的理论极限位置,确保组焊接件位置,采用UG三维建模,建立三个叶片蜡件空间的焊接的位置,采用螺纹压紧机构,在设计时合理选取倒棱厚度和方向,消除其影响;斜块涨紧高度位置取在叶片中心位置,保证三联叶片准确位置,用可调式斜块限制线性移动,并有限位机构进行测量,解决了多联涡轮导向叶片蜡模组件焊接位置的测量。     

发动机叶片喉道面积检测研究

发动机叶片的喉道面积是发动机装配,调试的重要参数,喉道面积的测量是叶片装配的关键,叶片通道是由76个叶片的上下缘板和每两个叶片叶身型面之间构成的空间曲面通道,研究设计的喉道面积测具能准确地检测每个通道窗口间规定截面的通道宽度尺寸和上下缘板的通道高度尺寸计算出叶片的喉道面积。喉道面积的流量与发动机的推力有关,是影响发动机性能的重要因素,叶片喉道面积测具保证叶片通道排气量均匀。     

导向叶片精密定位点立式测具研究

涡轮导向成联叶片精密定位点是由空间的六个点形成,叶片精密定位点检测合格与否直接影响叶片的加工质量,传统的叶片精密定位点检测,测量难度大,研究采用立式定位结构方式检测成联叶片精密定位点尺寸,定位可靠,测量方便。满足了测量精度要求,提高叶片的检测质量,解决了涡轮导向成联叶片的精密定位点测量问题。     

利用弦长不变特征的叶片截面轮廓匹配算法

针对大型燃气轮机叶片型面形状加工质量高精度检测分析评价中的无基准坐标匹配问题,提出了一种利用截面轮廓曲线弦长几何不变特征的精确坐标匹配算法.该算法在获取对应截面轮廓数据后,基于叶片截面轮廓曲线对应弦长不变特征建立目标函数,并依此计算出理论轮廓曲线中与测量数据对应的坐标点,构造出坐标变换超静定方程组,然后通过豪斯荷尔德矩阵变换方法计算出该坐标变换的最小二乘最优解.采用该算法计算出叶片截面轮廓曲线的模拟测量数据与理论数据之间的坐标变换矩阵,得出了该变换矩阵下的截面轮廓评价结果,其偏差小于1.5μm,表明该算法对于自由曲面的大型燃气轮机叶片型面形状加工质量的检测评价具有较好的应用效果.     

叶片型面快速测量方法及系统研究

获取叶片型面数据主要有接触式与非接触式两种方法,在非接触式等步长测量方法的基础上,提出一种叶片型面快速测量的新方法,并通过实验验证其测量效率和测量精度.在获取理论模型数据点的基础上,用改进的直线夹角法提取叶片截面曲线的特征点,将其与原数据进行比对,计算Hausdroff距离;在保证曲线拟合精度的前提下减少测点数目.搭建测量硬件系统,开发自动测量软件,实现获取叶片型面数据的非接触式等步长测量和按截面曲线特征点的快速测量.最后进行等步长式与快速测量式两组实验,对测量数据进行数据处理并对比测量误差,验证了快速测量方法的可行性.     

无余量精锻叶片立式综合型面测具研究

本文对新研制的叶型无余量立式型面综合测具进行介绍,分别分析了测具的定位机构、夹紧机构、偏移机构和扭转机构的确定。     

成型面叶片型面的数学模型及其应用

成型面叶片是指叶片型面沿叶高各截面内背弧型线的圆弧半径不随叶高变化、均相同的叶片,即可用成型铣刀加工出来的叶片.通过对成型面叶片型面成形规律的分析,运用三维几何变换理论,推导出了这类叶片型面的通用数学模型.应用该模型可推导出各种特殊成型面叶片型面的数学模型,从而可由这类叶片的零件图直接求出其型面的数学模型,为这类叶片型面的加工与测量奠定了理论基础.     

一种在线测量竖直平行平面位置关系的检测机构

由于机床具有质量大且不易移动的特点,因此对其竖直定位面位置误差进行现场测量一直是个难题.为此,设计了可以现场测量竖直平行面位置关系的检测机构.该检测机构可以利用自身与平行平面形状轮廓间的几何关系,将已知基准平面形状轮廓分离,从而计算出被测平面的形状轮廓.依据计算出的形状轮廓与已知被测平面形状轮廓间的差异,可以确定两平行平面的位置关系.同时介绍了检测机构原理,给出了检测方案,开发了位置关系描述算法,并进行了测量试验.试验结果表明:该检测机构能够准确获得两竖直平行平面的位置关系.     

浅谈叶片缘板检测的工装设计

涡轮导向叶片是多个叶片成联精密铸造而成，这就给叶片检测提出了更高的要求，也给工装量具设计带来了一定困难，而且该导向叶片结构设计复杂，上、下缘板全部是空间曲面形成，测量空间窄小，侧面为双斜面，必须采用专用工装量具测量。通过了解用户使用要求，熟悉设计图，轴向需要一点定位，同时在一台测具内实现安装板尺寸检查，了解其它机种的检测方法，测量成联叶片安装板是生产的瓶颈问题，因此，解决成联叶片安装板弦长测量是摆在我们工装设计的重中之重的难题。     

转子叶片立式综合型面测具的设计

本文主要了分析了传统的卧式型面样板检测与创新设计后的立式综合检测的优缺点，探讨了立式综合型面测具的结构及检测方法。     

涡轮弯扭叶片的几何造型

现代涡轮叶片是弯曲、扭转、变截面复杂流线型面,一般无法解析表达,为满足叶片型面数控加工要求,针对给定若干叶片截面上型值点的情况,采用节点号参数化双三次Ｂ样条插值曲面对完整弯扭叶片进行三维造型,并提出考察造型型值点网格密度是否满足加工精度要求的判断准则,实际加工证明,此算法简洁,稳定,适合涡轮叶片加工的工程需要。     

基于线激光扫描的叶片三维型面重构方法

叶片作为航空发动机的核心部件,对整机的安全性和可靠性起着关键性作用．一直以来叶片型面的尺寸、形状精度在加工和检测过程中均有着严格要求．为此,本文提出一种基于线激光扫描的叶片三维型面重构方法．首先,基于研制的叶片四轴检测装置,结合线性编码器与线激光传感器实现了叶片型面的快速扫描与数据采集．然后,提出基于叶片基准面几何特征的多视场扫描数据拼接方法,完成了叶片型面的高精度重构．最后,以典型叶片为实验对象进行型面重构实验,并将重构数据与三坐标测量结果进行对比．结果表明叶片截面轮廓的平均偏差在0.040mm以内,标准差小于0.028mm．验证了提出的叶片型面重构方法的精确性与可行性．     

基于B样条插值的高精度型面测量路径规划

为了解决型面检测时测量路径的规划问题,提高型面测量的效率和精度,本文针对单光束激光三角法非接触式型面检测专用测量系统,提出了基于B样条曲线插值的测量路径规划模型。针对影响单光束激光测量精度和效率的因素：景深范围、测头倾角等,利用B样条曲线插值模型规划出测量点的位置,使测量运动路径紧密结合型面曲率变化,提高了实际测量精度及效率,解决了大型型面测量的路径规划难题。     

叶片辊轧过程中变形的影响因素

 针对航空发动机某级静子叶片表面加工形状复杂、导致叶片变形量控制困难的现状,通过高阶拟合曲线方法建立模具和叶片毛坯的三维模型,利用ANSYS/LS-DYNA 软件对叶片的辊轧过程进行模拟。根据模拟结果在叶片截面内选取节点,研究了由轧制摩擦系数、轧制速度、轧制下压量所引起的叶片型面在法向和横向的变形情况,得出了辊轧过程中叶片在不同参数下叶片型面变形的影响规律。研究表明：叶片最大变形区域在叶盆弧面斜率较大位置处,此区域叶片表面的曲率变化较大,应变所产生的误差也最大;变形量总体上随辊轧摩擦系数的增大而增大,随轧制速度的增大而减小,随轧制下压量的增大而增大。研究结果可为航空发动机某级静子叶片加工工艺的方案设计提供理论参考。