一种测量转子叶尖径向尺寸的测具及测量方法与流程

[0001]
本发明属于航空发动机制造领域，具体涉及一种测量转子叶尖径向尺寸的测具及测量方法。


背景技术：

[0002]
转子是航空发动机的重要组成部分，根据组成转子的叶盘数量可分为单级转子和多级转子。在航空发动转子叶尖径向尺寸加工过程中，由于转子叶片具有叶尖实面较窄、叶片与叶片间存在空隙属非连续面、部分叶盘的叶片呈非对称结构、叶尖带锥角等特点，导致常规的量仪方法无法对其进行测量，只能采用坐标测量机等设备进行测量。坐标测量机等设备建设成本高，检测效率低，对检测环境、人员等也有较高要求且不便于实现在转子加工过程中在线测量，故如何设计一款测量精准、高效、稳定、低成本且适于现场在线测量的专用测具是行业始终探索的课题之一。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的是：
[0004]
提出一种测量转子叶尖直径尺寸的测具及测量方法，以便解决转子组件叶尖径向尺寸在加工过程中的检测难题，减少转子叶尖尺寸测量对大型精密设备的依赖，实现转子叶尖在加工过程中精准、高效、稳定、低成本测量，以实现提高检测效率，降低检测成本。
[0005]
本发明的技术方案是：
[0006]
本发明提供一种测量转子叶尖径向尺寸的测具，包括一个指示表，还包括：测量架和标准对比件；
[0007]
测量架包括：左支板1和右支板2、上横梁3和下横梁4、左v型块7和右v型块8、多个测量位置调整架11、安装在测量位置调整架11的指示表安装架固定段12；测量位置调整架11的个数与标准对比件的模拟叶尖级数相同。
[0008]
其中，左支板1和右支板2之间通过上横梁3和下横梁4固连，上横梁3和下横梁4平行；左v型块7安装在左支板1底部，右v型块8安装在右支板2底部；左v型块7和右v型块8上的v型角角度相等或不等；测量位置调整架11套接在下横梁4，测量位置调整架11未锁紧时，能在下横梁4上滑动和绕下横梁4旋转，以便于将测量位置调整架移动到被测转子组件的待测叶尖正上方，并使指示表15测量线指向被测叶盘圆心；指示表安装架固定段12与指示表安装架旋转段13之间间隙配合，指示表安装架旋转段13未锁紧时，绕固定段轴线旋转，使得指示表测量线与被测叶尖的端面垂直；指示表位于下横梁4的侧面，用于指示表轴线与被测叶尖的端面垂直时，测量待测叶尖的径向尺寸；
[0009]
标准对比件具有与被测转子组件相似结构，对比件至少有一级叶盘模拟盘20,叶盘模拟盘20为圆盘或扇形结构，叶盘模拟盘20左右两侧至少有一个基准外圆，叶盘模拟盘20的左侧或右侧至少有一处轴向基准,叶盘模拟盘20的模拟叶尖与被测叶尖具有一致的理论角度；标准对比件用于在测量被测转子组件之前，对指示表进行校对。
[0010]
进一步，装置还包括：弧形的角度刻线盘19和角度指针18；
[0011]
角度刻线盘垂直设置在指示表安装架固定段12上靠近指示表安装架旋转段13的位置；角度指针与指示表安装架旋转段13同步旋转，角度指针指向角度刻线盘的刻度。
[0012]
进一步，装置还包括：固定段锁紧螺钉14；
[0013]
固定段锁紧螺钉14用于将测量位置调整架11下端与指示表安装架固定段12连接并锁紧，当固定段锁紧螺钉14未锁紧时，调节指示表安装架固定段12高度，进一步使指示表15测量线指向被测叶盘圆心。
[0014]
进一步，下横梁4穿过测量位置调整架11上的大孔，呈间隙配合，测量位置调整架11可沿下横梁4滑动和绕下横梁旋转，并在任意位置可通过测量位置调整架锁紧螺钉17锁紧定位。
[0015]
进一步，固定段锁紧螺钉14穿过测量位置调整架11上的腰形槽与指示表安装架固定段12上的螺纹孔连接，螺钉用于在腰形槽内沿腰形槽中心线方向滑动和沿固定段锁紧螺钉14周向转动，固定段锁紧螺钉14将指示表安装架固定段12锁定于测量位置调整架11上腰形孔任意位置。
[0016]
进一步，指示表15安装在指示表安装架旋转段13前段的小孔内，并利用指示表锁紧螺钉16锁紧。
[0017]
本发明提供一种测量转子叶尖径向尺寸的测量方法，应用于测量转子叶尖径向尺寸的测具，包括：
[0018]
将校对好的测具置于被测转子上，使测量架左v型块7和右v型块8分别置于转子左右两侧的基准外圆上，同时使有轴向基准一侧的v型块内侧与轴向基准贴紧，放置状态与测量架在对比件上的放置状态保持一致；
[0019]
沿周向调整测具，使指示表的测头与被测叶盘叶尖的外圆面接触，并通过指示表寻找反转点，此时指示表上的示值即是被测尺寸与标准对比件尺寸的差值，从而得出被测叶尖径向尺寸的实际值。
[0020]
进一步，所述方法还包括：
[0021]
取下指示表；
[0022]
将测具置于被测转子上，使测量架左v型块7和右v型块8分别置于转子左右两侧的基准外圆上，同时使有轴向基准一侧的v型块内侧与轴向基准贴紧；
[0023]
调整指示表安装架旋转段13，使指示表安装架旋转段13下底面与被测叶尖贴平，此时指示表安装架旋转段13上的角度指针18在角度刻线盘19指向的角度刻线读数即为该叶尖与轴线的倾角。
[0024]
进一步，测具的校对方法包括：
[0025]
a)安装指示表15：将指示表15安装在指示表安装架旋转段13安装孔内，并用指示表锁紧螺钉16锁紧；
[0026]
b)调节测量位置：将测量架置于对比件上，使测量架左v型块7和右v型块8分别置于对比件左右两侧的基准外圆上，同时使有轴向基准一侧的v型块内侧与轴向基准贴紧。沿下横梁4左右调整测量位置调整架11，使指示表15的测头位于被测外圆截面上，旋转测量位置调整架11，使指示表15测量线指向被测叶盘圆心，利用测量位置调整架锁紧螺钉17锁紧；
[0027]
c)调整指示表径向位置：通过指示表安装架固定段12调整指示表，使指示表15测
头与对比件的叶盘模拟盘20外圆接触，并进一步使指示表15测量线指向被测叶盘圆心，同时让指示表15指针产生一定范围的旋转，利用固定段锁紧螺钉14锁紧。
[0028]
d)调整指示表周向位置：当被测转子叶尖端面与被测转子轴线方向角度不为零时，需旋转指示表安装架旋转段13，使指示表15绕指示表安装架固定段12旋转与叶尖相对转子轴线相同的角度，指示表15旋转的角度通过角度指针18和角度刻线盘19确认；
[0029]
e)调零指示表：调整指示表15读数盘，使读数指针置于读数起始位置。
[0030]
本发明的优点是：提出一种测量转子叶尖直径尺寸的测具及测量方法，以便解决转子组件叶尖径向尺寸在加工过程中的检测难题，减少转子叶尖尺寸测量对大型精密设备的依赖，实现转子叶尖在加工过程中精准、高效、稳定、低成本测量。
[0031]
符图说明
[0032]
图1是本发明的测量架结构示意图。图中，上下左右方向不变，纸内方向为后方，纸外方向为前方；
[0033]
其中，左支板1、右支板2、上横梁3、下横梁4、上横梁紧固螺帽5、下横梁紧固螺帽6、左v型块7、右v型块8、左精密连接螺钉9、右精密连接螺钉10、测量位置调整架11、指示表安装架旋转段13、固定段锁紧螺钉14、指示表15、角度指针18、角度刻线盘19。
[0034]
图2是图1中的a-a视图放大图；
[0035]
其中，指示表安装架固定段12、指示表15、指示表锁紧螺钉16、测量位置调整架锁紧螺钉17、角度指针18、角度刻线盘19。
[0036]
图3是本发明叶盘模拟盘的结构示意图。
[0037]
图4是校对示意图。
[0038]
图5是测量示意图；其中，被测转子示意图21、被测叶盘示意图22。
具体实施方式
[0039]
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述，请参阅图1至图5，一种检测转子叶尖直径尺寸的测具，包括一个指示表15，其特征在于：包括测量架和标准对比件；
[0040]
所述的测量架由左支板1和右支板2、上横梁3和下横梁4、左v型块7和右v型块8、测量位置调整架11、指示表安装架12、左精密连接螺钉9和右精密连接螺钉10、上横梁紧固螺帽5和下横梁紧固螺帽6、测量位置调整架锁紧螺钉13、固定段锁紧螺钉14以及指示表锁紧螺钉16组成。
[0041]
左支板1和右支板2的前端和中部各有一处大孔，后端内侧有一处凹台，凹台上各有至少2个精密连接螺钉过孔；上横梁3和下横梁4是两根圆棒，圆棒两端有外螺纹；左v型块7和右v型块8上有角度相等或不等的v型角；测量位置调整架11左视图呈三角形结构，三角形的顶端呈圆弧形，圆弧内侧有一处大孔，孔贯穿测量位置调整架左右两侧，三角形底端有一腰形槽，腰形槽贯穿量位置调整架左右两侧；指示表安装架固定段12左视图呈l形结构，l形长边上至少有一处螺纹孔，螺纹孔贯穿指示表安装架固定段12左右两侧，指示表安装架固定段12后端与指示表安装架旋转段13间隙连接；指示表安装架旋转段13未锁紧时，可绕指示表安装架固定段12轴线旋转，指示表安装架旋转段13上有一下孔，小孔贯穿指示表安装架旋转段13上下，用于安装指示表，指示表安装架旋转段13左右两侧至少有一螺纹小孔，用于锁紧指示表。
[0042]
上横梁3的左右两端分别穿过左支板1和右支板2前端大孔，利用上横梁紧固螺帽5锁紧；下横梁4的左右两端分别穿过左支板1和右支板2中部大孔，利用下横梁紧固螺帽6锁紧；左v型块7安装于左支板1后端内侧凹台内，利用左精密连接螺钉9锁紧；右v型块8安装于右支板2后端内侧凹台内，利用右精密连接螺钉10锁紧；下横梁4穿过测量位置调整架11上的大孔，呈间隙配合，测量位置调整架11可沿下横梁4滑动和绕下横梁旋转，并在任意位置可通过测量位置调整架锁紧螺钉13锁紧定位；固定段锁紧螺钉14穿过测量位置调整架11上的腰形槽与指示表安装架固定段12上的螺纹孔连接，螺钉在腰形槽内可沿腰形槽中心线方向滑动和沿固定段锁紧螺钉14周向转动，固定段锁紧螺钉14可将指示表安装架固定段12锁定于测量位置调整架11上腰形孔任意位置；指示表15安装在指示表安装架旋转段13的小孔内，并利用指示表锁紧螺钉16锁紧；指示表安装架旋转段13与指示表安装架固定段12为间隙配合，未锁紧时指示表安装架旋转段13可绕指示表安装架固定段12轴线旋转；指示表安装架固定段12设置有固定弧形角度盘19，指示表安装架旋转段13上设置有与指示表安装架旋转段13同步旋转的角度指针18，并指向弧形角度盘19。
[0043]
所述的标准对比件具有与被测转子组件相似结构，对比件至少有一级叶盘模拟盘20,叶盘模拟盘20为圆盘或扇形结构，叶盘模拟盘20左右两侧至少有一个基准外圆，叶盘模拟盘20的左侧或右侧至少有一处轴向基准,叶盘模拟盘20外圆面有与被测叶尖一致的理论角度。
[0044]
使用上面所述的测具进行转子叶尖径向尺寸测量的方法，其特征在于测量的步骤如下：
[0045]
1.径向尺寸测量校对
[0046]
a)安装指示表15：将指示表15安装在指示表安装架旋转段13安装孔内，并用指示表锁紧螺钉16锁紧；
[0047]
b)调节测量位置：将测量架置于对比件上，使测量架左v型块7和右v型块8分别置于对比件左右两侧的基准外圆上，同时使有轴向基准一侧的v型块内侧与轴向基准贴紧。沿下横梁4左右调整测量位置调整架11，使指示表15的测头位于被测外圆截面上，旋转测量位置调整架11，使指示表15测量线指向被测叶盘圆心，利用测量位置调整架锁紧螺钉17锁紧；
[0048]
c)调整指示表径向位置：通过指示表安装架固定段12调整指示表，使指示表15测头与对比件的叶盘模拟盘20外圆接触，并进一步使指示表15测量线指向被测叶盘圆心，同时让指示表15指针产生一定范围的旋转，利用指示表安装架固定段锁紧螺钉14锁紧。
[0049]
d)调整指示表周向位置：当被测转子叶尖端面与被测转子轴线方向角度不为零时，需旋转指示表安装架旋转段13，使指示表15绕指示表安装架固定段12旋转与叶尖相对转子轴线相同的角度，指示表15旋转的角度通过角度指针18和角度刻线盘19确认；
[0050]
e)调零指示表：调整指示表15读数盘，使读数指针置于读数起始位置。
[0051]
f)将校对好的测具置于被测转子上，使测量架左v型块7和右v型块8分别置于转子左右两侧的基准外圆上，同时使有轴向基准一侧的v型块内侧与轴向基准贴紧，放置状态与测量架在对比件上的放置状态保持一致；
[0052]
g)沿周向调整测具，使指示表的测头与被测叶盘叶尖的外圆面接触，并通过指示表寻找反转点，此时指示表上的示值即是被测尺寸与标准对比件尺寸的差值，从而得出被测叶尖径向尺寸的实际值。
[0053]
2.角度测量：
[0054]
a)取下指示表15，将测具置于被测转子上，调整指示表安装架旋转段13，使指示表安装架旋转段13下底面与被测叶尖贴平，此时指示表安装架旋转段13上的角度指针18在角度刻线盘19指向的角度刻线读数即为该叶尖与轴线的倾角。