运输机火焰筒异型气膜孔异型角度的测量方法与流程

本发明属于激光加工技术领域，特别是用于航空发动机火焰筒上的异型气膜孔的异型角度测量。

背景技术：

航空发动机作为飞行器的心脏，飞行器对其要求也越来越高，发动机火焰筒的温度也越来越高，而火焰筒在工作时直接面对高温燃气，承受着极高的热量。传统的冷却措施逐渐不能满足燃烧室的工作要求，基于该种情况国内某些航空发动机设计机构已经开始应用异型气膜孔，来提高冷却效果，降低火焰筒壁的温度。该种异型气膜孔如图1所示，与筒体壁面法向成一定角度，底孔直径小于1mm，在筒体内壁面呈现椭圆型投影，在材料内部气膜孔呈现倾斜的靠近筒体内壁面沿圆周方向上成一定角度的小孔。该种孔在零件上测量不易实现，现通过加工前在直板上加工试验件并测量试验件的气膜孔从而固化加工参数，保证零件上的异型气膜孔的合格。

气膜孔的直径尺寸可以通过塞规进行测量，但角度(如图5所示的θ角)由于试验时参数没有确定，加工出来的异型角度也无法确定，无法通过塞规进行测量；由于孔径太小也无法用传统测量用的样膏进行测量；由于气膜孔的孔径太小无法对小孔进行定位，所以无法用机械方法将孔剖开进行测量。无法测量异型气膜孔的异型角度就无法确定加工参数，从而就无法进行异型孔的加工。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种运输机火焰筒异型气膜孔异型角度的测量方法，使试验直板上的异型孔的异型角度可测量，从而使加工气膜孔的参数可以固化，使之加工出合格异型气膜孔。

本发明是通过下述技术方案实现的：

运输机火焰筒异型气膜孔异型角度的测量方法，包括以下步骤：

步骤一，按照设计图要求采用与设计图相同的材料、厚度及加工工艺加工出试验件；

步骤二，在试验件上进行异型气膜孔的加工，并记录每一组气膜孔的加工参数，将每一组参数对应到每一组气膜孔上；

步骤三，对试验件进行X光照射，并确保异型气膜孔的孔轴线与X光射线方向垂直，得到清晰的X光片；

步骤四，将X光片放在投影仪上进行投影放大，并在投影仪上读取角度值。

所述试验件为上、下表面平行的平板试验件，平板试验件左、右两端的四条棱边相互平行，且平板试验件上加工的异型气膜孔轴线垂直于棱边。

将平板试验件的一端放置在平面，另一端绕试验件与平面的接触棱边旋转角度δ，角度δ等于异型气膜孔轴线与试验件上表面或下表面的夹角。

所述平板试验件下表面有多条平行于棱边的凹槽，通过在试验件一端下表面用支块顶住不同位置的凹槽，调整平板试验件的旋转角度，从而实现调整异型气膜孔轴线与平面的夹角，保证孔的轴线与X光射线方向垂直。

通过垂直平面方向投射的X光射线形成X光片，气膜孔由于是孔洞可在X光片上形成较暗的区域，而板材主体在X光片上形成较亮的区域，从而将气膜孔的内部形状形成一个在X光片上的投影，为消除X光的投影失真，可以调节夹具高度来控制孔的轴线与X光方向垂直，再将X片放在投影再通过投影仪放大，并在投影仪上进行角度的测量。

本发明相比现有技术，很好的解决了异型孔在直板试验件上的异型角度测量问题，从而使加工孔的参数可以固化。

附图说明

图1是气膜孔示意图；

图2是图1中截面A-A示意图；

图3是X光照射示意图；

图4是X光片示意图；

图5是本发明要测量的异型角度示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本测试方法进行详细说明：

如图1和图2所示，是根据某型发动机火焰筒壁上的气膜孔简化后的实验用图，实验用的材料主体为平板，气膜孔轴向与平板的法向有一定的角度，并且投影呈现为异型，现需要测量异型孔倾斜段的角度θ，如图5所示。

如图3是进行X光示意图，将加工完成的气膜孔试验片送往X光试验室进行X光照射，并形成清楚的X光片。

试验步骤如下：

1)按照设计图要求采用与设计图相同的材料、厚度及加工工艺加工出平板试验件，平板试验件为一立方体平板；

2)在试验件上进行异型气膜孔的加工，异型气膜孔的轴线垂直于平板试验件的左右棱边，并记录每一组气膜孔的加工参数(包括激光能量，激光头沿Z轴、X轴或Y轴的移动距离等)，将每一组参数对应到每一组气膜孔上；

3)按照图3所示进行X光照射，即用一块铅块支住平板试验件右端下表面(支撑在下表面不同位置的凹槽内，从而让平板试验件绕左端下棱边旋转不同角度，可根据加工异型气膜孔时孔轴线与平板表面夹角，以及铅块高度计算出左端下棱边距离铅块左端面的距离，从而正确放置二者的位置，保证气膜孔的轴线与X光射线方向垂直)，获得到清晰的X光片，如图4；

4)将X光片放在投影仪上进行投影放大，并在投影仪上读取角度值θ，将该角度值与气膜孔对应，从而确定激光加工参数。