三坐標測量應用之發動機葉片測量案例

一．背景介紹

在航空發動機中，葉片的外形幾何尺寸決定著發動機的工作性能。隨著航空發動機的性能日益提高，其幾何形狀復雜、尺寸跨度大、加工精度要求高等特點決定其成為了航空發動機中加工制造的難點，

同時也對航空發動機葉片加工質量檢測精度和檢測效率提出了更高要求。由于葉片的型面質量對飛機發動機的二次流損耗有較大影響，幾乎決定了能量轉換效率。因此，對葉片型面的檢測具有十分重要的意義。

目前中華人民共和國航空工業標準對于葉片葉型的標注、公差與葉身的表面粗糙度用的是HB5674-98標準，是由航空工業總公司1999-01-06日發布，1999-03-01日實施的。

二．發動機葉片功能分類

風扇葉片                             壓汽機葉片                           渦輪葉片

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三．配置方案

CROMA PLUS三坐標 +Rational DMIS+Blade模塊可以快速對葉片的截面閉合型線、開口葉片、榫頭等主要參數進行分析，并為航空葉片的生產、檢測、分析和修復提供重要的專業數據資料。

常見檢測參數有，葉片截面型線的輪廓、頭圓、尾圓數據、指定位置的厚度、實際葉片相對理論葉片的扭轉及偏移等數據。

                                                               CROMA PLUS三坐標                                                               

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四．葉身坐標系的定義

在設計圖樣中

1：XOY面選為通過發動機軸線的水平面

2：Z軸垂直于發動機軸線但不一定與發動機軸線相交，它以發動機半徑增大方向（向上）為正向。

3：X軸一般為平行于平均弦線或平行于發動機軸線，并取由前緣到后緣的方向為正方向。它與發動機軸線的夾角一般應圓整到度。

4：Y軸正向由右手法則確定。

五．檢測流程

一：根據產品要求在三坐標大理石平臺上裝夾好產品，確保基準不能被擋住，影響測量。

二：導入數模，檢查數模的方向，X正一般為前緣到后緣指向方向，若不對，按照圖紙進行旋轉平移（部分會有葉形安裝角）

三：建立坐標系，通常按照圖紙基準要求3-2-1建立即可（常見在榫頭部位），若無基準則需要用多點擬合進行迭代建立坐標系。

四：根據圖紙情況設置好剖面高度，在設計圖樣中，各剖面位置是由基準平面標注的距離所確定。

五：利用構造里的間斷曲線功能，對于幾層曲線進行延伸處理。

由于前緣后緣半徑小，曲率大，生成點的方式可以選擇等曲率。為了消除誤差，掃描前需要關閉測頭補償。

對于掃描完成的曲線，需要進行裁剪構造實際葉片段，并進行測頭補償偏移。

六：參數設置，擬合方式及報告輸出：

• 可以進行全局的公差設置，也可以用dmis語句進行單獨控制。

• 可以選擇對應的計算方式，如下圖：切線弦長（Tangential Chord）

• 支持多種算法

• 支持報告自定義輸出

• 支持各種類型，多模板圖文報告輸出

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三坐標檢測思路

1：葉片的測量需要注意產品擺放方向及數模的定義方向，按照要求選擇好基準，指定的截面高度。

2：三次元測量速度及密度一定要設置好，在前后緣掃描中一定要遵循慢速，點多。

3：對于不同參數的計算結果一定要注意其對應的算法。