三坐标测量应用之发动机叶片测量案例

一．背景介绍

在航空发动机中，叶片的外形几何尺寸决定着发动机的工作性能。随着航空发动机的性能日益提高，其几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点，

同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。由于叶片的型面质量对飞机发动机的二次流损耗有较大影响，几乎决定了能量转换效率。因此，对叶片型面的检测具有十分重要的意义。

目前中华人民共和国航空工业标准对于叶片叶型的标注、公差与叶身的表面粗糙度用的是HB5674-98标准，是由航空工业总公司1999-01-06日发布，1999-03-01日实施的。

二．发动机叶片功能分类

风扇叶片                             压汽机叶片                           涡轮叶片

三．配置方案

CROMA PLUS三坐标 +Rational DMIS+Blade模块可以快速对叶片的截面闭合型线、开口叶片、榫头等主要参数进行分析，并为航空叶片的生产、检测、分析和修复提供重要的专业数据资料。

常见检测参数有，叶片截面型线的轮廓、头圆、尾圆数据、指定位置的厚度、实际叶片相对理论叶片的扭转及偏移等数据。

                                                               CROMA PLUS三坐标                                                               

四．叶身坐标系的定义

在设计图样中

1：XOY面选为通过发动机轴线的水平面

2：Z轴垂直于发动机轴线但不一定与发动机轴线相交，它以发动机半径增大方向（向上）为正向。

3：X轴一般为平行于平均弦线或平行于发动机轴线，并取由前缘到后缘的方向为正方向。它与发动机轴线的夹角一般应圆整到度。

4：Y轴正向由右手法则确定。

五．检测流程

一：根据产品要求在三坐标大理石平台上装夹好产品，确保基准不能被挡住，影响测量。

二：导入数模，检查数模的方向，X正一般为前缘到后缘指向方向，若不对，按照图纸进行旋转平移（部分会有叶形安装角）

三：建立坐标系，通常按照图纸基准要求3-2-1建立即可（常见在榫头部位），若无基准则需要用多点拟合进行迭代建立坐标系。

四：根据图纸情况设置好剖面高度，在设计图样中，各剖面位置是由基准平面标注的距离所确定。

五：利用构造里的间断曲线功能，对于几层曲线进行延伸处理。

由于前缘后缘半径小，曲率大，生成点的方式可以选择等曲率。为了消除误差，扫描前需要关闭测头补偿。

对于扫描完成的曲线，需要进行裁剪构造实际叶片段，并进行测头补偿偏移。

六：参数设置，拟合方式及报告输出：

• 可以进行全局的公差设置，也可以用dmis语句进行单独控制。

• 可以选择对应的计算方式，如下图：切线弦长（Tangential Chord）

• 支持多种算法

• 支持报告自定义输出

• 支持各种类型，多模板图文报告输出

三坐标检测思路

1：叶片的测量需要注意产品摆放方向及数模的定义方向，按照要求选择好基准，指定的截面高度。

2：三次元测量速度及密度一定要设置好，在前后缘扫描中一定要遵循慢速，点多。

3：对于不同参数的计算结果一定要注意其对应的算法。