复杂薄壁叶片测量方法研究

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1、论坛FORUM复杂薄壁叶片测量方法研究MeasurementMethodofComplexThin-WalledBlade西安航空动力股份有限公司　　高晓斐海克斯康测量技术（青岛）有限公司　　郑小晖复杂薄壁叶片多为风扇叶片，是发动机核心部件——风扇转子的关键零件之一，对发动机的性能起着关键作用，技术含量高，涉及领域广。该类叶片外形尺寸大，叶身厚度薄，根部曲率变化剧烈，加之采用了单燕尾槽的榫头结构，为测量准确性带来了很大的误差。本研究通过多种测量方法的测试与比对，寻找到了一种新的测量方法，成功地解决了复杂薄壁叶片高精度、高效率的测量问题。高晓

2、斐西安航空动力股份有限公司检验头度面为叶片的定位基准，公差一上，在叶片榫头两度面上，分别测量部工程师，从事航空发动机叶片检测技般不大于0.1mm，叶身型面带有阻尼4个点，构造2个平面，计算两个度术研究。台，阻尼台空间角度错综复杂，需要面的中分面作为测量坐标系的Y轴的尺寸多，且公差要求严；叶片空间方向及Y轴方向的零点，计算两个度复杂薄壁叶片多为风扇叶片，是尺寸大且叶型空间扭曲大，叶身薄，面的交线，测量坐标系的X轴方向，发动机核心部件——风扇转子的关叶片型线轮廓度公差小且为变公差。交线与榫头端面的交点为X轴方向键零件之一，对发动机的性能起着的零

3、点，榫头度面中分面分别向两度关键作用，技术含量高，涉及领域广。叶片尺寸测量面平移H值，与两度面相交两条平该类叶片外形尺寸大，叶身厚度薄，1　测量坐标系的建立移线，两平行线构造一平面作为测量根部曲率变化剧烈，加之采用了单燕对复杂薄壁燕尾型榫头叶片，设坐标系Z轴的零点。叶片榫头度面尾槽的榫头结构，为测量准确性带来计及测量的基准一般为燕尾型榫头结构如图1所示。了很大的误差。本研究通过多种测的度面，测量时可以将测量坐标系直（2）测具测量。量方法的测试与比对，寻找到了一种接建立在榫头度面上，也可以采用测复杂薄壁燕尾型榫头叶片测具新的测量方法，成功地解

4、决了复杂薄具测量，将测量坐标系转移到测具设计原理是：旋动拧紧螺钉，测具底壁叶片高精度、高效率的测量问题。上。面定位块带动叶片榫头底面向上运（1）无测具测量。动，当叶片榫头度面与测具度面定位技术特点分析没有测具时，以榫头度面及端面块贴紧时，叶片榫头基准线到达一定复杂薄壁榫头为燕尾型叶片，榫为基准，将测量坐标系建立在榫头高度，叶片固定在测具中。以测具的44航空制造技术·2013年第18期DigitalMeasurementTechnology数字化测量技术定位面为基准建立测量坐标系，测具结构如图2所示。2　型面测量分析该叶片叶根部位型面曲率变化

5、大，而叶尖型面曲率变化比较小。一榫头度面般型面测量时，程序编制是一个循环榫头度面榫头度面测量的过程，每个截面都是从叶片进基准线气边开始扫描到排气边结束，再将多余部分进行裁剪，形成一个封闭的曲HH线如图3所示。初次加工为了防错，用2种方法对叶片进行测量分析。第一种方法是将叶片的所有部位进行采点测量，为了避免测球半径补偿时带来的测图1　叶片榫头度面示意图量数据误差，在采点时关闭测量补测具底面定位面偿，将测量数据导入UG与数模进行比对，比对时将测具数据整体偏置一个测针半径值。第二种方法是在测具拧紧螺钉PC-DMIS测量软件下用Blade分析软件进

6、行分析。2种测量方法测量数据对比如表1所示。由表1可以看出，在叶尖部位，由于叶型曲率变化比较平缓，测量结测具度面定位块论只差0.004mm，而叶根部位截面由于叶型变化比较大，相差0.053mm，所以不能直接对叶根型面进行扫描评价。测具度面定位块在测量叶型轮廓度时用两种方图2　测具结构示意图法，叶尖截面（全封闭截面）采用全封闭扫描，利用叶片专用分析软件BLADE进行分析评价；叶根截面采用采点的方式进行测量，实测点与CAD模型进行对比输出。3　阻尼台测量该叶片阻尼台上下表面由三维空间曲面组成，阻尼台毗邻面以及长边、短边空间角度错综复杂。在测量阻

7、尼台上下表面轮廓度时，采用扫描图3　封闭曲线扫描曲线示意图曲面的方式进行测量，将实测值有数模进行对比，并直接将结论显示在数表1　2种测量结果比对模中，便于叶片的返修，阻尼台表面偏差分析见图4。部位UG软件分析结果BLADE软件分析结果阻尼台长边、短边是圆弧形，在叶根某截面轮廓度0.0430.096首次测量时直接在数模中找出最高叶尖某截面轮廓度0.0720.068点作为理论值对叶片阻尼台长、短边2013年第18期·航空制造技术45论坛FORUM工作时，叶片高速运转，阻尼台减少叶片振动，作为装配尺寸，阻尼台毗阻尼台表面偏差值邻面的尺寸要求非常严

8、，在测量时，必须将该面旋转到设计图要求测量的方向，并要准确计算测量点的矢量，否则在测量时，探针的半径补偿会不准确，导致测量错误，为了准确测量阻尼台毗邻面的尺寸，先将坐标系沿Z轴方