[发明专利]一种航空发动机叶片的测量与磨削量计算方法

说明书

本发明涉及一种航空发动机叶片的测量与磨削量计算方法，用于航空发动机叶片精密加工过程中的叶片测量与自动磨削过程；以确保航空发动机叶片的加工精度、总体性能和使用寿命。本发明首先提出了一种航发叶片测量轮廓控制点的提取方法，随后提出了一种测量数据与叶片模型的匹配方法，最后给出了磨削量模型的建立与计算方式。

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种航空发动机叶片的测量与磨削量计算方法。

背景技术

叶片进排气边制造精度对航空发动机性能和寿命影响巨大；在我国航空发动机制造领域，不论是现役发动机还是在研的发动机，都面临着同样的难题，即叶片进排气边制造精度达不到设计要求、一致性差。提高叶片进排气边圆弧的加工精度与检测精度，能够有效的提高航空发动机总体性能和可靠性，延长使用寿命。

目前解决这一问题的方法是：人工对发动机叶片进行打磨和抛光。

然而，发动机叶片进排气边人工打磨抛光和样板比对检测，在效率、精度和一致性方面都急需提高，这种生产方式不能满足现代航空发动机的研制生产需求；而且，对现代发动机叶片，传统方法不能有效地检测进排气边的微小圆弧。

叶片进排气边的测量和磨削量计算是生产中的瓶颈环节，至今国内没有很好的技术解决途径。因此，研究发动机叶片进排气边的测量和磨削技术具有重要意义。

叶片分为前缘、后缘、叶盆以及叶背四个部分。叶身截面特征参数包括最大厚度，前后缘半径、中弧线、弦线、弦长以及弦倾角等。

目前小而薄型压气机叶片边缘加工检测采用标准样件目视法。此方法按照工艺规定使用标准样件，目视进行对比检查验收。标准样件目视法检查速度快，操作简单，便于现场使用，在叶片工序间检测中得到广泛应用。但准确度较差，而且不能定量评价。

直接光学投影法可以评价叶片边缘的圆滑转接程度。该方法无标准分划板，仅能定性判断形状。

法光切法是利用专门设计的夹具，将叶片固定在检测仪上，调整夹具的角度使叶片置于光学系统的物镜下获得影像，然后与标准样板进行比较。该方法仅适用于WP7发动机叶片，而且读数方式较为落后，已被淘汰。

印模法，是使用特殊的材料，比如印模材料等，将各截面的叶片前后缘形状复印下来，在万能工具显微镜下观察叶片的进排气边的半径。这种方法是间接测量被测表面几何参数的一种方法，不仅效率低，准确性也不高。

四坐标白光测量法是采用三坐标测量机和超精密转台相结合的方式，运用非接触式白光测头进行叶片型面测量。该方法为非接触测量，效率较高，准确性高。

三坐标型面测量的精度比较高，目前的精度已经0.001mm，是现有的叶片型面检查手段中精度最高的一种，被广泛应用于叶片生产的最终检验。该方法分为接触式测量和非接触式测量，接触性测量，效率较高，但当叶片进排气边半径比较小时，受测球半径、叶身型面曲率的影响，很容易造成失真。非接触测量采样频率高，无需与叶片表面接触，避免了被测叶片表面受损的可能。接触式和非接触式各有所长，对于测量方法的选择，则需要根据实际测量要求选择。目前来讲，坐标测量系统主要被用于对精度要求非常高的场合。

而对于叶片的磨削余量计算，目前没有相关专利或文献具体指出或提出有效可行的办法。

发明内容

本发明涉及一种航空发动机叶片的测量与磨削量计算方法，具体而言是：基于叶片CAD模型，使用三坐标测量机，对叶片进排气边的曲面进行测量，并根据实际的测量结果，完成进排气边型面的误差评价，从而建立其磨削量模型。

一种航空发动机叶片的测量与磨削量计算方法，具体包括以下步骤：

步骤一、提取控制点，具体的，在叶片型面上获得等高线，并将叶片离散成线，将各截面分为叶盆、叶背、头缘和尾缘四部分，提取控制点获得测量数据与理论数据；