微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法，通过使用样膏、切片装置、带照相功能的放大镜，实现大批量微型叶片前、尾缘型面的快速检测，同时增加轮廓样板和后续照片处理对比分析程序后也可以用于叶片前尾缘轮廓度的准确检验测量。本发明检验过程操作简单、效率高、精度高，并且在检测过程中不破坏叶片。
【专利说明】微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法【技术领域】
[0001]本发明为一种检测方法，尤其是一种微型叶片薄壁前、尾缘型面测量方法。
【背景技术】
[0002]叶片是发动机风扇、压气机及涡轮中直接与工质相互作用、实现能量的传输或转换的零件，对发动机转子效率、性能有重要影响。而用于小型发动机的其转子叶片，尺寸很小，其中，前、尾缘圆角半径约0.1mm，公差仅约0.06mm，叶片前、尾缘形状对压气机流场影响很大，进而影响效率、压比等性能参数，优化的叶片前尾缘可将压气机效率提高I %以上。压气机叶片的数量往往高达数百片，这就要求既准确，又快速的检测叶片前、尾缘型面，由于叶片前尾缘圆角很小，型面曲率急剧变化，厚度很薄，易变形，上述原因均给检测带来极大困难。
[0003]目前，常用的微型叶片薄壁前尾缘检验主要有以下四种:
1.三坐标测量点坐标分析法，采用三坐标测量取点，利用点坐标数据在UG软件中拟合曲线，分析圆弧尺寸。其优点为截面位置准确，不需破坏叶片，可直接获得圆弧相关尺寸。缺点在于取点不准、测量误差较大、测量补偿误差较大、测量效率很低，通常I片叶片的叶型分析需要近I小时 ；
2.叶片型面光学测量仪，使用专业测量仪，利用光学投影原理，制定叶片前尾缘轮廓范围样板，检测叶片前尾缘，优点在于可迅速判断叶片是否合格，缺点在于仪器成本高，一般需要数十万元，同时检测时易受遮挡，对曲率大的叶片难以使用；
3.线切割分析法，在叶片上量出相应截面高度后，使用线切割将该截面截掉，直接在放大镜下观察分析圆弧形状。其优点在于结果直观，可直接测量圆角，误差小。其缺点是破坏叶片，工序多，效率低，只能检测形状，无法测量具体数据点，只能用于叶片前尾缘形状抽检；
4.试样检查法，该方法为线切割分析方法的改进，即将截取的切片做成蜡模，磨削截面，去除毛刺，在放大镜下观察。其优点在于截面十分清晰，测量结果精确，避免了线切割造成的毛刺影响。其缺点是破坏叶片，工序复杂，只能检测形状，无法测量具体数据点，适用于叶片前尾缘形状抽检。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种微型叶片薄壁前尾缘型面测量技术，可实现在不破坏叶片的前提下，对微型叶片薄壁前、尾缘型面准确而快速的检测，具有成本低、效率高、精度高的优点。
[0005]本发明的技术方案是:在检测前按理论前、尾缘叶型及其理论公差设计加工型面轮廓样板；检测时，使用样膏在叶片规定测量位置取型；然后利用样膏切片装置将取型的样膏切片；之后将样膏切片与轮廓样板共同在光学放大镜下进行规定放大倍数照相，同时判定叶片前尾缘样膏切片形状是否满足要求，与轮廓样板对比，确定叶片前尾缘型面轮廓是否合格。通过样膏对叶片拟形代替叶片本身分析，进而可以进行任何截面精确的前尾缘型面分析。
[0006]本发明的具体技术方案是:所述的微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法包括以下步骤:
1.准备:
a)按理论的前、尾缘叶型及其理论公差设计并加工型面轮廓样板；
b)将待检测的叶片清理干净，叶片表面不得存在脏污，然后在常温下定温I?2小时；
c)调制样膏，所述的样膏要求伸缩率小于I%，按要求进行调制；
2.取型:将调好的样膏将待测叶片包覆，并保证样膏会与叶片完全贴合，待样膏硬化后取下；
3.切片:使用样膏切片器将样膏切片，切片方向与叶片叶展方向垂直，切片厚度为Imm?2mm,切片厚度需一致；
4.检验:将轮廓样板与切片同时放到放大镜平台上，调整放大倍数及放大镜平台，使轮廓样板与切片边缘清晰，进行观察；首先观察叶片前、尾缘轮廓是否满足要求，是否存在平头、凸肩、双头、尖头、钝头的情况，如存在，为不合格，如不存在上述情况，再将轮廓样板与切片进行比较，比对超差的叶片定为不合格。
[0007]上述步骤3中，切片时可使用采用来回锯断的方式，避免一次性切断；切片若出现变形或缺肉等情况，应重新进行取型和切片。在步骤4中，可将切片照片利用图片处理软件抽取出轮廓曲线与轮廓样板对比。所述的样膏可选用Repro Rubber牌号样膏。
[0008]本发明仅需要简单的设备，即样膏、切片装置、带照相功能的放大镜，就可实现大批量微型叶片前、尾缘型面的快速检测，同时增加轮廓样板和后续照片处理对比分析程序后也可以用于叶片前尾缘轮廓度的准确检验测量。一般情况下，该技术用于叶片前尾缘叶型形状检测，通常I片叶片取3?4个截面的检测仅需要10分钟。本发明检验过程操作简单、效率高、精度高，并且在检测过程中不破坏叶片。本方法还可应用到微型零件异形结构小尺寸的检测。
【具体实施方式】
[0009]一种微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法，包括以下步骤:
1.准备:
a)按理论的前、尾缘叶型及其理论公差设计并加工型面轮廓样板；
b)将待检测的叶片清理干净，叶片表面不得存在脏污，然后在常温下定温I?2小时；
c)调制样膏，所述的样膏要求伸缩率小于I%，按要求进行调制；
2.取型:将调好的样膏将待测叶片包覆，并保证样膏会与叶片完全贴合，待样膏硬化后取下；
3.切片:使用样膏切片器将样膏切片，切片方向与叶片叶展方向垂直，切片厚度为Imm?2mm,切片厚度需一致；
4.检验:将轮廓样板与切片同时放到放大镜平台上，调整放大倍数及放大镜平台，使轮廓样板与切片边缘清晰，进行观察；首先观察叶片前、尾缘轮廓是否满足要求，是否存在平头、凸肩、双头、尖头、钝头的情况，如存在，为不合格，如不存在上述情况，再将轮廓样板与切片进行比较，比对超差的叶片定为不合格。
[0010]上述步骤3中，切片时可使用采用来回锯断的方式，避免一次性切断；切片若出现变形或缺肉等情况，应重新进行取型和切片。在步骤4中，可将切片照片利用图片处理软件抽取出轮廓曲线与轮廓样板对比。所述的样膏可选用Repro Rubber牌号样膏。
实施例
[0011]某航空发动机压气机I级转子叶片，按设计要求叶片前缘半径0.079mm，尾缘半径0.08mm，公差要求±0.03mm，其具体的检测步骤为:
1.准备:
a)按理论的前、尾缘叶型及其理论公差设计并加工型面轮廓样板；
b)将待检测的叶片清理干净，叶片表面不得存在脏污，然后在常温下定温1.5小时；
c)调制样膏，采用ReproRubber牌样膏,按要求进行配制；
2.取型:将调好的样膏将待测叶片包覆，并保证样膏会与叶片完全贴合，待样膏硬化后取下；
3.切片:使用专用切片器将样膏切片，切片方向与叶片叶展方向垂直，切片时使用采用来回锯断的方式，切片厚度为1.2mm ；
4.检验:将轮廓样板与切片同时放到放大镜平台上，调整放大倍数及放大镜平台，使轮廓样板与切片边缘清晰，进行观察；首先观察叶片前、尾缘轮廓是否满足要求，结果不存在平头、凸肩、双头、尖头、钝头的情况，再将轮廓样板与切片进行比较，利用图片处理软件抽取出轮廓曲线与轮廓样板对比，无超差现象。
[0012]结论:该I级转子叶片前、尾缘型面合格。
【权利要求】
1.一种微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤: 1)准备: a)按理论的前、尾缘叶型及其理论公差设计并加工型面轮廓样板； b)将待检测的叶片清理干净，叶片表面不得存在脏污，然后在常温下定温I?2小时； c)调制样膏，所述的样膏要求伸缩率小于I%，按要求进行调制； 2)取型:将调好的样膏将待测叶片包覆，并保证样膏会与叶片完全贴合，待样膏硬化后取下； 3)切片:使用样膏切片器将样膏切片，切片方向与叶片叶展方向垂直，切片厚度为Imm?2mm,切片厚度需一致； 4)检验:将轮廓样板与切片同时放到放大镜平台上，按要求调整放大倍数及放大镜平台，使轮廓样板与切片边缘清晰，进行观察；首先观察叶片前、尾缘轮廓是否满足要求，是否存在平头、凸肩、双头、尖头、钝头的情况，如存在，为不合格，如不存在上述情况，再将轮廓样板与切片进行比较轮廓度，比对轮廓度超差的叶片定为不合格。
2.如权利要求1所述的微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法，其特征是，所述的3)中，切片时可使用采用来回锯断的方式，避免一次性切断；切片若出现变形或缺肉的情况，应重新进行取型和切片。
3.如权利要求1所述的微型叶片薄壁前、尾缘型面检测方法，其特征是，所述的步骤4中，可将切片照片利用图片处理软件抽取出轮廓曲线与轮廓样板对比。
【文档编号】G01B11/24GK104006761SQ201410225049
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】贺健, 孙东文, 王学斌, 陈玉英, 崔柏慧, 陶江, 罗玉权, 陈文鑫, 张航 申请人:哈尔滨东安发动机（集团）有限公司