专利名称：一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法及工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及整体叶盘叶片加工后的测量，特别提供一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法及工具。
背景技术：
在第四代发动机中，整体叶盘是核心的重要部件，整体叶盘的叶片型面结构是复杂的空间曲面，其加工的尺寸与位置精度的检测，均是在加工后利用三坐标测量机进行检测的，这种检测方式周期长、效率低、成本高、实时监控能力差，本发明特别提供一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法及工具，用于整体叶盘叶片的实时检测，解决了原检测方法周期长、效率低、成本高、实时监控能力差的问题。
发明内容
本发明特别提供了一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法及工具，在整体叶盘叶片进行振动光饰抛光过程中，实现叶片进排气边缘尺寸变化及叶片变形情况的实时监控， 解决原来只能采用三坐标测量机进行检测、且不能进行实时监控、以及检测周期长、效率低和成本较高的问题。本发明所述振动光饰抛光的特点是，不改变产品的形状精度，只对表面粗糙度产生影响，但该种方法具有边角效应，会影响叶片进排气边缘的尺寸精度，另外振动光饰抛光对于整体叶盘叶片这种刚性较差的产品，加工参数不合理时会产生变形影响，因此，对整体叶盘叶片振动光饰抛光过程中实时质量监控的实质，是监控叶片进排气边缘尺寸变化及叶片变形情况。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法主要是利用位置度测量工具和尺寸测量工具对整体叶盘叶片进排气边缘尺寸变化和叶片的变形状况进行实时检测，其测量原理是，利用整体叶盘上的某定位面、或叶片局部不变形部位为测量基准面进行相对测量， 预先按照所要测量点和测量基准面，设计出位置测量对表标准件和尺寸测量对表标准件， 在对表标准件上将测量表对零后，通过实时测量振动光饰抛光过程中的叶片表面尺寸和叶片位置相对对表标准件的变化量，分析得出整体叶盘叶片在振动光饰抛光过程中叶片的位置变化量和叶片进排气边缘尺寸的变化量。本发明所述对表标准件包括定位面和对表面，其中定位面和对表面的空间位置关系是根据测量要求得出的，测量工具上的定位销和测量销与之相对应，测量时通过定位销将测量工具准确定位在测量基准面上，将测量表放置在测量销上进行测量。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法的步骤为
(1)、位置测量工具以整体叶盘的圆弧端周面为测量基准面，定位板I (11)通过自身底面和定位销I (13)、定位销II (14)固定在整体叶盘的圆弧周面，定位销III(15)销定叶片根
3部型面上一点；用位置测量工具在对表标准件上将测量表(41)调零；将测量表(41)用测量销I (16)固定在测量杆I (12)上，选取叶片顶部型面上任意一点为测量点，用测量表(41) 测量该测量点相对于测量基准面法向方向的距离变化量，得出该测量点相对于测量基准面法向方向的位置变化量，通过对加工前后叶片顶部型面相同点对叶片基准面法向方向距离变化量间差值分析，进一步得出叶片顶部型面的位置变化，由于叶片变形会影响叶片上任意一点的位置变化，所以通过测量叶片上任意一点的位置变化可以确定叶片的变形情况；
(2)、尺寸测量工具以整体叶盘的圆弧端面为测量基准面，定位板II (21)通过自身底面和定位销1乂(23)、定位销乂(24)固定在整体叶盘的圆弧端面；用尺寸测量工具在对表标准件上将测量表(41)调零；将测量表(41)用测量销II (25)固定在测量杆II (22)上，选取叶片进排气边缘上任意一点为测量点，测量该测量点相对于测量基准面轴向距离的变化量， 得出该测量点相对于测量基准面的长度变化量，通过对加工前后叶片进排气边缘上相同点对叶片基准面轴向距离变化量之间的差值分析，进一步得出叶片进排气边缘的尺寸变化量，由于叶片进排气边缘尺寸变化会影响叶片进排气边缘上任意一点相对于测量基准面的长度变化，所以叶片上任意一点相对于测量基准面的长度变化量都可以反映出叶片进排气边缘的尺寸变化情况。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具包括位置测量工具和尺寸测量工具，其中位置测量工具由定位板I (11)、测量杆I (12)、定位销I (13)、定位销II (14)、定位销III (15)、测量销I (16)组成，测量杆I (12)—端与定位板I (11)连接，另一端设置有测量销I (16)，定位销I (13)、定位销II (14)设置在定位板I (11)上，定位销111(15)设置在测量杆I (12)上，其中定位销I (13)、定位销II (14)固定在整体叶盘的圆弧周面、定位销111(15)销定叶片根部型面上一点；尺寸测量工具由定位板II (21)、测量杆II (22)、定位销IV (23)、定位销V (24)、测量销II (25)组成，测量杆II (22) 一端与定位板II (21)连接， 另一端上设置有测量销II (25)，定位销IV(23)、定位销V (24)设置在定位板II (21)上，其中定位销IV(23)、定位销V (24)固定在整体叶盘的圆弧端面。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，位置测量工具上的定位销I (13)、定位销II (14)分别位于定位板I (11)与测量杆I (12)连接处的两侧。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，位置测量工具上的定位销111(15) 位于测量杆I (12)与定位板I (11)连接的一端
本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，位置测量工具上的定位板I (11)的一侧为圆弧状结构。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，位置测量工具上的测量杆I (12) 的设置有测量销的一端为楔形结构。本发明所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，尺寸测量工具上的定位销IV (23)、定位销V (24)位于定位板II (21)与测量杆II (22)连接处的两侧。
图1为位置测量工具视图； 图2为尺寸测量工具视图；图3为位置测量工具的对表标准件视图； 图4为尺寸测量工具的对表标准件视图； 图5为位置测量工具在对表标准件上对表视图； 图6为尺寸测量工具在对表标准件上对表视图； 图7为位置测量工具在整体叶盘叶片上测量视图； 图8为尺寸测量工具在整体叶盘叶片上测量视图； 图9为整体叶盘叶片视图。图9中，51-圆弧周面，52-圆弧端面，53-进气边缘，54-排气边缘，55-叶片根部型面定位点；图3中，110-定位板I定位面，120-测量杆I定位面，160-对表面I ；图4中， 210-定位板II定位面，220-测量杆II定位面，250-对表面II。
具体实施例方式本实施例所述对表标准件的定位面和对表面的空间位置关系是根据测量要求得出的，测量工具上定位销和测量销与之相对应，测量时通过定位销将测量工具准确定位在所要测量定位点上，然后开始测量。本实施例所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具包括位置测量工具和尺寸测量工具，其中位置测量工具由定位板I (11)、测量杆I (12)、定位销I (13)、定位销II (14)、 定位销111(15)、测量销I (16)组成，定位板I (11)的一侧为圆弧状结构，测量杆I (12)上设置有测量销I (16)的一端为楔形结构，测量杆I (16)—端与定位板I (11)连接，另一端设置有测量销I (16);定位销I (13)、定位销II (14)设置在定位板I (11)上，位于定位板I (11)与测量杆I (12)连接处的两侧；定位销111(15)设置在测量杆I (12)上，位于测量杆I (12)与定位板I (11)连接的一端；尺寸测量工具由定位板II (21)、测量杆II (22)、 定位销^/(23)、定位销乂(24)、测量销11 (25)组成，测量杆II (22)—端与定位板II (21)连接，另一端上设置有测量销II (25)，定位销IV(23)、定位销V (24)设置在定位板II (21)上， 位于定位板II (21)与测量杆II (22)连接处的两侧。实施例1
本实施例所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法的步骤为
(1)、位置测量工具以整体叶盘的圆弧周面为测量基准面，定位板I (11)通过自身底面和定位销I (13)、定位销II (14)固定在整体叶盘的圆弧周面，定位销III(15)销定叶片根部型面上一点；用位置测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销I (16)固定在测量杆I (12)上，选取叶片顶部型面上任意一点为测量点，用千分表测出该测量点的表值变化量为+0. 1mm，该测量点相对于测量基准面法向方向的距离变化量为+0. 1mm，加工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表的表值变化量为+0. 15mm，该测量点相对于测量基准面法向的距离变化量为+0. 15mm，加工前后该点测量的数据差异为 0. 05mm，说明该测量部位由于加工产生0. 05mm的位置变化，即变形量。(2)、尺寸测量工具以整体叶盘圆弧端面为测量基准面，定位板II (21)通过自身底面和定位销1乂(23)、定位销乂(24)固定在整体叶盘圆弧端面；用尺寸测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销II (25)固定在测量杆II (22)上，选取叶片进排气边缘上任意一点为测量点，用千分表测量出该测量点的千分表数值变化量为+0. 08mm,该测量点相对于测量基准面轴向距离的变化量为+0. 08mm，加工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表数值变化量为+0. 02mm，该测量点相对于测量基准面的轴向距离变化量为 0. 02mm，加工前后，该点测量的数据差异为-0. 06mm，说明该测量点通过加工去除了 0. 06mm 的尺寸。实施例2
本实施例所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法的步骤为
(1)、位置测量工具以整体叶盘的圆弧周面为测量基准面，定位板I (11)通过自身底面和定位销I (13)、定位销II (14)固定在整体叶盘的圆弧周面，定位销III(15)销定叶片根部型面上一点；用位置测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销I 固定在测量杆I上，对选取叶片顶部型面上任意一点为测量点，用千分表测出该测量点的表值变化量为+0. 2mm，该测量点相对于测量基准面法向方向的距离变化量为+0. 2mm，加工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表的表值变化量为+0. 23mm，该测量点相对于测量基准面法向的距离变化量为+0. 23mm，加工前后该点测量的数据差异为0. 03mm，说明该测量部位由于加工产生0. 03mm的位置变化，即变形量。(2)、尺寸测量工具以整体叶盘圆弧端面为测量基准面，定位板II (21)通过自身底面和定位销1乂(23)、定位销乂(24)固定在整体叶盘圆弧端面；用尺寸测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销II (25)固定在测量杆II (22)上，选取叶片进排气边缘上任意一点为测量点，用千分表测量出该测量点的千分表数值变化量为+0. IOmm, 该测量点相对于测量基准面轴向距离的变化量为+0. 10mm，加工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表数值变化量为+0. 08mm，该测量点相对于测量基准面的轴向距离变化量为 0. 08mm，加工前后，该点测量的数据差异为-0. 02mm，说明该测量点通过加工去除了 0. 02mm 的尺寸。实施例3
本实施例所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法的步骤为
(1)、位置测量工具以整体叶盘的圆弧周面为测量基准面，定位板I (11)通过自身底面和定位销I (13)、定位销II (14)固定在整体叶盘的圆弧周面，定位销III(15)销定叶片根部型面上一点；用位置测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销I 固定在测量杆I上，对选取叶片顶部型面上任意一点为测量点，用千分表测出该测量点的表值变化量为+0. 13mm，该测量点相对于测量基准面法向方向的距离变化量为+0. 13mm，力口工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表的表值变化量为+0. 17mm，该测量点相对于测量基准面法向的距离变化量为+0. 17mm，加工前后该点测量的数据差异为0. 04mm，说明该测量部位由于加工产生0. 04mm的位置变化，即变形量。(2)、尺寸测量工具以整体叶盘圆弧端面为测量基准面，定位板II (21)通过自身底面和定位销1乂(23)、定位销乂(24)固定在整体叶盘圆弧端面；用尺寸测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销II (25)固定在测量杆II (22)上，选取叶片进排气边缘上任意一点为测量点，用千分表测量出该测量点的千分表数值变化量为+0. 12mm, 该测量点相对于测量基准面轴向距离的变化量为+0. 12mm，加工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表数值变化量为+0. 07mm，该测量点相对于测量基准面的轴向距离变化量为 0. 07mm，加工前后，该点测量的数据差异为-0. 05mm，说明该测量点通过加工去除了 0. 05mm的尺寸。实施例4
本实施例所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法的步骤为
(1)、位置测量工具以整体叶盘的圆弧周面为测量基准面，定位板I (11)通过自身底面和定位销I (13)、定位销II (14)固定在整体叶盘的圆弧周面，定位销III(15)销定叶片根部型面上一点；用位置测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销I 固定在测量杆I上，对选取叶片顶部型面上任意一点为测量点，用千分表测出该测量点的表值变化量为+0. 18mm，该测量点相对于测量基准面法向方向的距离变化量为+0. 18mm，力口工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表的表值变化量为+0. 25mm，该测量点相对于测量基准面法向的距离变化量为+0. 25mm，加工前后该点测量的数据差异为0. 07mm,说明该测量部位由于加工产生0. 07mm的位置变化，即变形量。(2)、尺寸测量工具以整体叶盘圆弧端面为测量基准面，定位板II (21)通过自身底面和定位销1乂(23)、定位销乂(24)固定在整体叶盘圆弧端面；用尺寸测量工具在对表标准件上将千分表调零；加工前将千分表用测量销II (25)固定在测量杆II (22)上，选取叶片进排气边缘上任意一点为测量点，用千分表测量出该测量点的千分表数值变化量为+0. 15mm, 该测量点相对于测量基准面轴向距离的变化量为+0. 15mm，加工后，按照加工前步骤再次测量，得到千分表数值变化量为+0. 11mm，该测量点相对于测量基准面的轴向距离变化量为 0. 11mm，加工前后，该点测量的数据差异为-0. 04mm，说明该测量点通过加工去除了 0. 04mm 的尺寸。
权利要求
1.一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法，其特征在于所述测量方法的步骤为(1)、以整体叶盘的圆弧周面为测量基准面，选取叶片上任意一点为测量点，测量该点相对于测量基准面法向方向的距离变化量，得出叶片的位置变化量；(2)、以整体叶盘的圆弧端面为测量基准面，选取叶片进排气边缘上任意一点为测量点，测量该点相对于测量基准面轴向距离的变化量，得出叶片长度变化量。
2.—种权利要求1所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，其特征在于所述测量工具包括位置测量工具和尺寸测量工具，其中位置测量工具由定位板I (11)、测量杆I (12)、定位销I (13)、定位销II (14)、定位销111(15)、测量销I (16)组成，测量杆I (12) — 端与定位板I (11)连接，另一端设置有测量销I (16)，定位销I (13)、定位销11(14)设置在定位板I (11)上，定位销111(15)设置在测量杆I (12)上；尺寸测量工具由定位板II (21)、测量杆II (22)、定位销IV (23)、定位销V (24)、测量销II (25)组成，测量杆II (22) 一端与定位板II (21)连接，另一端上设置有测量销II (25)，定位销IV(23)、定位销V (24)设置在定位板II上。
3.按照权利要求2所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，其特征在于所述定位销 I (13)、定位销II (14)分别位于定位板I (11)与测量杆I (12)连接处的两侧。
4.按照权利要求2所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，其特征在于所述定位销 111(15)位于测量杆I (12)与定位板I (11)连接的一端。
5.按照权利要求2所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，其特征在于所述定位板 I (11)的一侧为圆弧状结构。
6.按照权利要求2所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，其特征在于所述测量杆 I (12)上设置有测量销I (16)的一端为楔形结构。
7.按照权利要求2所述整体叶盘叶片的形位尺寸测量工具，其特征在于所述定位销 IV (23)、定位销V (24)位于定位板II (21)与测量杆II (22)连接处的两侧。
全文摘要
一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法及工具，所述测量方法的步骤为(1)以整体叶盘的圆弧周面为测量基准面，选取叶片顶部型面上任意一点为测量点，测量该点相对于测量基准面法向方向的距离变化量，得出叶片的位置变化量；(2)以整体叶盘的圆弧端面为测量基准面，选取叶片上任意一点为测量点，测量该点相对于测量基准面轴向距离的变化量，得出叶片长度变化量；本发明提供了一种整体叶盘叶片的形位尺寸测量方法及工具，实现叶片进排气边缘尺寸变化及叶片变形情况的实时监控，解决原来不方便进行实时监控、以及检测周期长、效率低和成本较高的问题。
文档编号G01B21/00GK102478396SQ20101056415
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者刘随建, 吴伟东, 祝丽娜, 蔺志强 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司