[发明专利]燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具及气膜孔的测量方法

说明书

本发明公开了一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具及测量方法，辅助夹具用于在测量燃气涡轮一级导向叶片时辅助定位，辅助夹具包括用于装夹燃气涡轮一级导向叶片的支撑盘和用于夹持燃气涡轮一级导向叶片的夹柄。支撑盘包括一平整的顶面以及燃气涡轮一级导向叶片的外缘板贴合的端面，夹柄的一端连接于端面的相对面。一方面辅助夹具作为装夹工具，将燃气涡轮一级导向叶片引入复合式光学坐标机中。另一方面，夹柄指示燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴中心，便于复合式光学坐标机找燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴中心建立坐标系，辅助复合式光学坐标机进行定位。上述辅助夹具使得燃气涡轮一级导向叶片定位容易，便于确定坐标系，测量更为方便。

技术领域

本发明涉及发动机领域，特别地，涉及一种燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具。此外，本发明还涉及一种采用上述燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具的燃气涡轮一级导向叶片的气膜孔的测量方法。

背景技术

燃气涡轮一级导向叶片在工作中承受着燃烧后高温高压燃气的冲击，其燃烧温度会超过叶片材料的熔点。为了保证燃气涡轮一级导向叶片在超过材料熔点下还能正常工作，必须依靠气膜冷却技术。气膜冷却技术的主要结构特点就是在燃气涡轮一级导向叶片前缘及叶身等部位设计大量的气膜孔(也叫冷却孔)，孔径微小且空间位置及角度复杂。由于燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的特殊结构，国内发动机行业一直在寻求着测量气膜孔几何参数的最佳方案。

燃气涡轮一级导向叶片多为复杂曲面，在测量时不容易确定坐标系。叶片结构的形状位置与尺寸是以积叠轴为基准设计的，包括气膜孔角度、内腔结构，但积叠轴中心难以直接确定，只有通过叶片上其它尺寸转换，从而造成定位基准复杂，目前只能通过三坐标测量装置来检测该叶片尺寸是否符合图纸要求。而燃气涡轮一级导向叶片气膜孔结构复杂，孔径微小，且带有空间位置和角度。如果单独借助三坐标机的接触测头，在测量微小形状时会有干涉，就算使用圆柱塞规间接测量，由于测力的影响也无法达到图纸测量精度要求。

发明内容

本发明提供了一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具及测量方法，以解决燃气涡轮一级导向叶片测量坐标系难以确定、微小气膜孔测量不便的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具，用于在测量燃气涡轮一级导向叶片时辅助定位，辅助夹具包括用于装夹燃气涡轮一级导向叶片的支撑盘和用于夹持燃气涡轮一级导向叶片的夹柄。

支撑盘包括一平整的顶面以及燃气涡轮一级导向叶片的外缘板贴合的端面，夹柄的一端连接于端面的相对面。

进一步地，端面为与外缘板配合的圆弧端面。

支撑盘还设有两个与燃气涡轮一级导向叶片的定位孔配合固定的定位销。

进一步地，两个定位销的轴心与积叠轴中心的距离相等。

本发明另一方面提供了采用复合式光学坐标机对燃气涡轮一级导向叶片的气膜孔进行测量，包括以下步骤：

用圆柱塞规测量气膜孔的直径，并将对应直径的圆柱塞规插入气膜孔中。

将插有圆柱塞规的燃气涡轮一级导向叶片装夹在上述辅助夹具上，并将辅助夹具的夹柄装夹在复合式光学坐标机的B转台上；

使用复合式光学坐标机的接触测头采集辅助夹具的基准参数，并以基准参数建立夹具坐标系。

根据辅助夹具的基准和燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴的关系，将夹具坐标系变换得到叶片测量坐标系。

使用复合式光学坐标机的光学测头对气膜孔中的圆柱塞规进行测量，得到气膜孔在叶片测量坐标系下的轴心线位置和角度。

进一步地，燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的测量方法还包括：