一种环形件的燕尾槽检测装置及检测方法与流程

本发明涉及检测量具领域，特别涉及一种环形件的燕尾槽检测装置及检测方法。

背景技术：

燃气轮机的壳体呈环形，在燃气轮机的壳体内设置有多个燕尾槽，燕尾槽用于叶片的安装，为了保证叶片安装的可靠性，确保燃气轮机正常工作，燕尾槽的尺寸精度和位置度有较高的要求。

由于燃气轮机壳体内安装叶片的燕尾槽为斜槽，即燕尾槽的延伸方向与环形的壳体的轴线不平行，同时燃气轮机的壳体较薄，无法找到测量基准，因此较难对燕尾槽进行检测。

技术实现要素：

为了解决难以对燃气轮机的壳体上的燕尾槽进行检测的问题，本发明实施例提供了一种环形件的燕尾槽检测装置及检测方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种环形件的燕尾槽检测装置，所述燕尾槽检测装置包括矩形检测块、槽型检测块、连接块和定位块，所述矩形检测块呈长方体状，所述矩形检测块具有第一矩形表面和第二矩形表面，所述第二矩形表面为所述矩形检测块上与所述第一矩形表面垂直的一个表面，所述定位块设置在所述第一矩形表面上，所述定位块包括定位球，所述定位球的球心在所述第一矩形表面上的正投影位于所述第一矩形表面的对角线交点处，所述槽型检测块呈斜棱柱状，所述槽型检测块具有第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面和两个端面，所述连接块连接在所述第三侧面和所述第二矩形表面之间，所述第一侧面、所述第三侧面均与所述第二矩形表面平行，所述第一侧面的面积大于所述第三侧面的面积，所述第二侧面和所述第四侧面分别连接在所述第一侧面和所述第三侧面之间，所述槽型检测块的两端面分别与所述第一矩形表面和所述矩形检测块的与所述第一矩形表面相反的表面平齐，所述第一侧面的对角线的交点在所述第二矩形表面的正投影与所述第二矩形表面的对角线交点重合，所述槽型检测块的垂直于所述槽型检测块的侧棱的截面形状与燕尾槽的截面形状相同，所述定位球的球心与所述第一侧面的垂直距离和工件的轴线与燕尾槽的槽底的垂直距离的基本尺寸相等，所述槽型检测块的两端面的垂直距离与燕尾槽的两端的垂直距离的基本尺寸相等。

可选地，所述定位块还包括支撑块，所述定位球固定连接在所述支撑块上，所述支撑块与所述矩形检测块连接。

可选地，所述第二矩形表面和所述第三矩形表面的平行度公差不超过0.005mm，所述第三矩形表面为与所述第二矩形表面相反的表面。

可选地，所述第一侧面的垂直于所述槽型检测块的侧棱的高小于燕尾槽的槽底宽度的基本尺寸，且差值不超过0.005mm。

可选地，所述定位球的球心与所述第二侧面和所述第四侧面的尺寸精度为-0.005～-0.01mm。

可选地，所述燕尾槽检测装置采用合金工具钢制作。

另一方面，本发明实施例还提供了一种环形件的燕尾槽检测方法，所述检测方法采用前述的任一种燕尾槽检测装置，所述检测方法包括：

将环形件置于三坐标检测仪的检测平台上，使所述环形件的轴线与所述检测平台垂直；

将槽型检测块插入所述环形件内壁的燕尾槽中，使定位球位于矩形检测块上方；

以所述环形件的外圆圆心、所述矩形检测块的与第二矩形表面相反的表面、所述环形件的端面为基准通过三坐标检测仪建立坐标系，所述坐标系以所述环形件的外圆圆心为原点，X轴垂直于所述矩形检测块的与第二矩形表面相反的表面，Z轴垂直于所述环形件的端面；

建立基准面，所述基准面为Z轴和所述槽型检测块的第一侧面的对角线的交点所在平面；

通过三坐标检测仪检测所述定位球的球心与所述基准面的相对位置；

根据所述定位球的球心与所述基准面的相对位置判断所述燕尾槽是否合格。

可选地，在所述将环形件置于三坐标检测仪的检测平台上之前，所述检测方法还包括：

检测槽型检测块能否通过所述环形件内壁的燕尾槽；

当所述槽型检测块无法通过所述燕尾槽时，所述燕尾槽不合格。

可选地，所述检测方法还包括：

通过三坐标检测仪检测所述矩形检测块的第二矩形表面的与第一矩形表面垂直的侧边的跳动公差；

根据所述跳动公差判断所述燕尾槽是否合格。

可选地，在所述将槽型检测块插入所述环形件内壁的燕尾槽中之前，所述检测方法还包括：

调整所述环形件与所述检测平台的间隙至不超过0.02mm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过设置矩形检测块、槽型检测块、连接块和定位块，定位块设置在矩形检测块上，连接块连接矩形检测块、槽型检测块，在检测时可以将环形件放置到三坐标检测仪的检测平台上，将槽型检测块插入燕尾槽中并使定位球位于矩形检测块上方，以环形件的外圆圆心、矩形检测块的与第二矩形表面相反的表面、环形件的端面为基准通过三坐标检测仪建立坐标系，并建立基准面，从而可以通过三坐标检测仪检测定位球的球心与基准面的相对位置，根据定位球的球心与基准面的相对位置判断燕尾槽是否合格，若定位球的球心位于基准面上则表明燕尾槽合格，若定位球的球心位于基准面外，定位球的球心与基准面的间距则表明燕尾槽的偏差大小，间距越大则表面燕尾槽制作的精度越低。从而可以准确对燃气轮机的壳体上的燕尾槽进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种环形件的燕尾槽检测装置的结构示意图；

图2是图1中的A向视图；

图3是本发明实施例提供的一种环形件的燕尾槽检测方法；

图4是本发明实施例提供的一种环形件的燕尾槽检测工具的检测示意图；

图5是图4的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种环形件的燕尾槽检测装置的结构示意图。图2是图1中的A向视图，结合图1和图2，该燕尾槽检测装置包括矩形检测块10、槽型检测块20、连接块30和定位块40。

矩形检测块10呈长方体状，矩形检测块10具有第一矩形表面10a和第二矩形表面10b，第二矩形表面10b为矩形检测块10上与第一矩形表面10a垂直的一个表面。

易于理解地，矩形检测块10还具有第三矩形表面10c、第四矩形表面10d、第五矩形表面10e和第六矩形表面10f。其中第三矩形表面10c为与第二矩形表面10b相反的一面，第四矩形表面10d为与第一矩形表面10a相反的表面。

定位块40设置在第一矩形表面10a上，定位块40包括定位球41，定位球41的球心在第一矩形表面10a上的正投影位于第一矩形表面10a的对角线交点处。

槽型检测块20呈斜棱柱状，槽型检测块20具有第一侧面20a、第二侧面20b、第三侧面20c、第四侧面20d和两个端面。连接块30连接在第三侧面20c和第二矩形表面10b之间，第一侧面20a、第三侧面20c均与第二矩形表面10b平行，第一侧面20a的面积大于第三侧面20c的面积，第二侧面20b和第四侧面20d分别连接在第一侧面20a和第三侧面20c之间。槽型检测块20的两端面分别与第一矩形表面10a和第四矩形表面10d平齐。

第一侧面20a的对角线的交点21在第二矩形表面10b的正投影与第二矩形表面10b的对角线交点重合。

槽型检测块20的垂直于槽型检测块20的侧棱的截面形状与燕尾槽的截面形状相同。定位球41的球心与第一侧面20a的垂直距离和工件的轴线与燕尾槽的槽底的垂直距离的基本尺寸相等，槽型检测块20的两端面的垂直距离与燕尾槽的两端的垂直距离的基本尺寸相等。

其中基本尺寸为设计时给定的尺寸。

通过设置矩形检测块、槽型检测块、连接块和定位块，定位块设置在矩形检测块上，连接块连接矩形检测块、槽型检测块，在检测时可以将环形件放置到三坐标检测仪的检测平台上，将槽型检测块插入燕尾槽中并使定位球位于矩形检测块上方，以环形件的外圆圆心、矩形检测块的与第二矩形表面相反的表面、环形件的端面为基准通过三坐标检测仪建立坐标系，并建立基准面，从而可以通过三坐标检测仪检测定位球的球心与基准面的相对位置，根据定位球的球心与基准面的相对位置判断燕尾槽是否合格，若定位球的球心位于基准面上则表明燕尾槽合格，若定位球的球心位于基准面外，定位球的球心与基准面的间距则表明燕尾槽的偏差大小，间距越大则表面燕尾槽制作的精度越低。从而可以准确对燃气轮机的壳体上的燕尾槽进行检测。

如图1所示，定位块40还包括支撑块42，定位球41固定连接在支撑块42上，支撑块42与矩形检测块10连接。定位块40可以插装在矩形检测块10上，设置支撑块42可以便于定位球41的加工，具体可以将支撑块42的一端直接加工成定位球41，在加工燕尾槽检测装置时可以以定位球41的球心为基准进行加工。

示例性地，定位球41的球心与第二侧面20b和第四侧面20d的尺寸精度可以为-0.005～-0.01mm。定位球41的球心与第二侧面20b和第四侧面20d的尺寸精度越高越利于提高检测的精度。

具体地，定位球41的球心与第二侧面20b的垂直距离的基本尺寸可以为6.094mm，实际的燕尾槽检测装置中定位球41的球心与第二侧面20b的垂直距离在6.084～6.089mm之间，定位球41的球心与第四侧面20d的垂直距离的基本尺寸可以为14.512mm，实际的燕尾槽检测装置中定位球41的球心与第四侧面20d的垂直距离在14.502～14.507mm之间。

燕尾槽检测装置可以采用合金工具钢制作，合金工具钢具有较高的硬度和耐磨性，可以减少燕尾槽检测装置使用过程中的磨损，有利于延长使用寿命。

可选地，第二矩形表面10b和第三矩形表面10c的平行度公差不超过0.005mm，由于在检测时需要以第三矩形表面10c为基准建立坐标系，第二矩形表面10b和第三矩形表面10c的平行度公差越小，则检测越精确。

可选地，第一侧面20a的垂直于槽型检测块20的侧棱的高小于燕尾槽的槽底宽度的基本尺寸，且差值不超过0.005mm。这样可以减小槽型检测块20插入到燕尾槽中后与燕尾槽之间的间隙，有利于提高检测的精度。

图3是本发明实施例提供的一种环形件的燕尾槽检测方法，该检测方法采用图1～2所示的检测工具检测，图4是本发明实施例提供的一种环形件的燕尾槽检测工具的检测示意图，图5是图4的俯视图，环形件100的内壁上具有燕尾槽100a，该检测方法包括：

S11：将环形件置于三坐标检测仪的检测平台上。

其中，环形件100的轴线与检测平台200垂直。

S12：将槽型检测块插入环形件内壁的燕尾槽中。

其中，定位球41位于矩形检测块10上方。

S13：建立坐标系。

具体地，以环形件100的外圆圆心、矩形检测块10的与第二矩形表面相反的表面、环形件100的端面为基准通过三坐标检测仪建立坐标系，坐标系以环形件的外圆圆心为原点，X轴垂直于矩形检测块的与第二矩形表面相反的表面，Z轴垂直于环形件的端面。

其中，环形件的外圆圆心指环形件的轴线在检测平台上的正投影。

S14：建立基准面。

其中，基准面B为Z轴和槽型检测块20的第一侧面的对角线的交点21所在平面。

S15：通过三坐标检测仪检测定位球的球心与基准面的相对位置。

示例性地，图5所示的检测过程中，定位球的球心41a位于基准面B的一侧。

S16：根据定位球的球心与基准面的相对位置判断燕尾槽是否合格。

定位球的球心41a与基准面B的相对位置可以包括定位球的球心41a与基准面B的距离，当定位球的球心41a位于基准面B的一侧时，该距离可以定为正值，当定位球的球心41a位于基准面B的另一侧时，该距离可以定为负值，当定位球的球心41a位于基准面B上时，该距离为0，定位球的球心41a与基准面B的距离越小，则燕尾槽的精度越高。

通过设置矩形检测块、槽型检测块、连接块和定位块，定位块设置在矩形检测块上，连接块连接矩形检测块、槽型检测块，在检测时可以将环形件放置到三坐标检测仪的检测平台上，将槽型检测块插入燕尾槽中并使定位球位于矩形检测块上方，以环形件的外圆圆心、矩形检测块的与第二矩形表面相反的表面、环形件的端面为基准通过三坐标检测仪建立坐标系，并建立基准面，从而可以通过三坐标检测仪检测定位球的球心与基准面的相对位置，根据定位球的球心与基准面的相对位置判断燕尾槽是否合格，若定位球的球心位于基准面上则表明燕尾槽合格，若定位球的球心位于基准面外，定位球的球心与基准面的间距则表明燕尾槽的偏差大小，间距越大则表面燕尾槽制作的精度越低。从而可以准确对燃气轮机的壳体上的燕尾槽进行检测。

优选地，在步骤S11之前，该检测方法还包括：

检测槽型检测块能否通过环形件内壁的燕尾槽。

当槽型检测块无法通过燕尾槽时，燕尾槽不合格。

具体地，可以将槽型检测块插入燕尾槽，若槽型检测块无法通过燕尾槽则表面燕尾槽不合格，需要进一步加工。通过槽型检测块可以先对燕尾槽进行初步的检测，提高检测效率。

优选地，在步骤S16之后，检测方法还可以包括：

通过三坐标检测仪检测矩形检测块的第二矩形表面的与第一矩形表面垂直的侧边(例如第二矩形表面与第五矩形表面的交线或第二矩形表面与第六矩形表面的交线)的跳动公差。

根据跳动公差判断燕尾槽是否合格。

检测第二矩形表面与第五矩形表面的交线或第二矩形表面与第六矩形表面的交线可以检测出燕尾槽的斜中分线100c与环形件的轴线的夹角。其中燕尾槽的斜中分线100c为燕尾槽的槽底上与槽底的两侧边距离相等的点的集合，槽底的两侧边为燕尾槽的槽底与侧壁的交线。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。