微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法
2023-12-01 23:48:26
微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，通過使用樣膏、切片裝置、帶照相功能的放大鏡，實現大批量微型葉片前、尾緣型面的快速檢測，同時增加輪廓樣板和後續照片處理對比分析程序後也可以用於葉片前尾緣輪廓度的準確檢驗測量。本發明檢驗過程操作簡單、效率高、精度高，並且在檢測過程中不破壞葉片。
【專利說明】微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法【技術領域】
[0001]本發明為一種檢測方法，尤其是一種微型葉片薄壁前、尾緣型面測量方法。
【背景技術】
[0002]葉片是發動機風扇、壓氣機及渦輪中直接與工質相互作用、實現能量的傳輸或轉換的零件，對發動機轉子效率、性能有重要影響。而用於小型發動機的其轉子葉片，尺寸很小，其中，前、尾緣圓角半徑約0.1mm，公差僅約0.06mm，葉片前、尾緣形狀對壓氣機流場影響很大，進而影響效率、壓比等性能參數，優化的葉片前尾緣可將壓氣機效率提高I %以上。壓氣機葉片的數量往往高達數百片，這就要求既準確，又快速的檢測葉片前、尾緣型面，由於葉片前尾緣圓角很小，型面曲率急劇變化，厚度很薄，易變形，上述原因均給檢測帶來極大困難。
[0003]目前，常用的微型葉片薄壁前尾緣檢驗主要有以下四種:
1.三坐標測量點坐標分析法，採用三坐標測量取點，利用點坐標數據在UG軟體中擬合曲線，分析圓弧尺寸。其優點為截面位置準確，不需破壞葉片，可直接獲得圓弧相關尺寸。缺點在於取點不準、測量誤差較大、測量補償誤差較大、測量效率很低，通常I片葉片的葉型分析需要近I小時 ；
2.葉片型面光學測量儀，使用專業測量儀，利用光學投影原理，制定葉片前尾緣輪廓範圍樣板，檢測葉片前尾緣，優點在於可迅速判斷葉片是否合格，缺點在於儀器成本高，一般需要數十萬元，同時檢測時易受遮擋，對曲率大的葉片難以使用；
3.線切割分析法，在葉片上量出相應截面高度後，使用線切割將該截面截掉，直接在放大鏡下觀察分析圓弧形狀。其優點在於結果直觀，可直接測量圓角，誤差小。其缺點是破壞葉片，工序多，效率低，只能檢測形狀，無法測量具體數據點，只能用於葉片前尾緣形狀抽檢；
4.試樣檢查法，該方法為線切割分析方法的改進，即將截取的切片做成蠟模，磨削截面，去除毛刺，在放大鏡下觀察。其優點在於截面十分清晰，測量結果精確，避免了線切割造成的毛刺影響。其缺點是破壞葉片，工序複雜，只能檢測形狀，無法測量具體數據點，適用於葉片前尾緣形狀抽檢。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種微型葉片薄壁前尾緣型面測量技術，可實現在不破壞葉片的前提下，對微型葉片薄壁前、尾緣型面準確而快速的檢測，具有成本低、效率高、精度高的優點。
[0005]本發明的技術方案是:在檢測前按理論前、尾緣葉型及其理論公差設計加工型面輪廓樣板；檢測時，使用樣膏在葉片規定測量位置取型；然後利用樣膏切片裝置將取型的樣膏切片；之後將樣膏切片與輪廓樣板共同在光學放大鏡下進行規定放大倍數照相，同時判定葉片前尾緣樣膏切片形狀是否滿足要求，與輪廓樣板對比，確定葉片前尾緣型面輪廓是否合格。通過樣膏對葉片擬形代替葉片本身分析，進而可以進行任何截面精確的前尾緣型面分析。
[0006]本發明的具體技術方案是:所述的微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法包括以下步驟:
1.準備:
a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設計並加工型面輪廓樣板；
b)將待檢測的葉片清理乾淨，葉片表面不得存在髒汙，然後在常溫下定溫I?2小時；
c)調製樣膏，所述的樣膏要求伸縮率小於I%，按要求進行調製；
2.取型:將調好的樣膏將待測葉片包覆，並保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化後取下；
3.切片:使用樣膏切片器將樣膏切片，切片方向與葉片葉展方向垂直，切片厚度為Imm?2mm,切片厚度需一致；
4.檢驗:將輪廓樣板與切片同時放到放大鏡平臺上，調整放大倍數及放大鏡平臺，使輪廓樣板與切片邊緣清晰，進行觀察；首先觀察葉片前、尾緣輪廓是否滿足要求，是否存在平頭、凸肩、雙頭、尖頭、鈍頭的情況，如存在，為不合格，如不存在上述情況，再將輪廓樣板與切片進行比較，比對超差的葉片定為不合格。
[0007]上述步驟3中，切片時可使用採用來回鋸斷的方式，避免一次性切斷；切片若出現變形或缺肉等情況，應重新進行取型和切片。在步驟4中，可將切片照片利用圖片處理軟體抽取出輪廓曲線與輪廓樣板對比。所述的樣膏可選用Repro Rubber牌號樣膏。
[0008]本發明僅需要簡單的設備，即樣膏、切片裝置、帶照相功能的放大鏡，就可實現大批量微型葉片前、尾緣型面的快速檢測，同時增加輪廓樣板和後續照片處理對比分析程序後也可以用於葉片前尾緣輪廓度的準確檢驗測量。一般情況下，該技術用於葉片前尾緣葉型形狀檢測，通常I片葉片取3?4個截面的檢測僅需要10分鐘。本發明檢驗過程操作簡單、效率高、精度高，並且在檢測過程中不破壞葉片。本方法還可應用到微型零件異形結構小尺寸的檢測。
【具體實施方式】
[0009]一種微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，包括以下步驟:
1.準備:
a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設計並加工型面輪廓樣板；
b)將待檢測的葉片清理乾淨，葉片表面不得存在髒汙，然後在常溫下定溫I?2小時；
c)調製樣膏，所述的樣膏要求伸縮率小於I%，按要求進行調製；
2.取型:將調好的樣膏將待測葉片包覆，並保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化後取下；
3.切片:使用樣膏切片器將樣膏切片，切片方向與葉片葉展方向垂直，切片厚度為Imm?2mm,切片厚度需一致；
4.檢驗:將輪廓樣板與切片同時放到放大鏡平臺上，調整放大倍數及放大鏡平臺，使輪廓樣板與切片邊緣清晰，進行觀察；首先觀察葉片前、尾緣輪廓是否滿足要求，是否存在平頭、凸肩、雙頭、尖頭、鈍頭的情況，如存在，為不合格，如不存在上述情況，再將輪廓樣板與切片進行比較，比對超差的葉片定為不合格。
[0010]上述步驟3中，切片時可使用採用來回鋸斷的方式，避免一次性切斷；切片若出現變形或缺肉等情況，應重新進行取型和切片。在步驟4中，可將切片照片利用圖片處理軟體抽取出輪廓曲線與輪廓樣板對比。所述的樣膏可選用Repro Rubber牌號樣膏。
實施例
[0011]某航空發動機壓氣機I級轉子葉片，按設計要求葉片前緣半徑0.079mm，尾緣半徑0.08mm，公差要求±0.03mm，其具體的檢測步驟為:
1.準備:
a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設計並加工型面輪廓樣板；
b)將待檢測的葉片清理乾淨，葉片表面不得存在髒汙，然後在常溫下定溫1.5小時；
c)調製樣膏，採用ReproRubber牌樣膏,按要求進行配製；
2.取型:將調好的樣膏將待測葉片包覆，並保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化後取下；
3.切片:使用專用切片器將樣膏切片，切片方向與葉片葉展方向垂直，切片時使用採用來回鋸斷的方式，切片厚度為1.2mm ；
4.檢驗:將輪廓樣板與切片同時放到放大鏡平臺上，調整放大倍數及放大鏡平臺，使輪廓樣板與切片邊緣清晰，進行觀察；首先觀察葉片前、尾緣輪廓是否滿足要求，結果不存在平頭、凸肩、雙頭、尖頭、鈍頭的情況，再將輪廓樣板與切片進行比較，利用圖片處理軟體抽取出輪廓曲線與輪廓樣板對比，無超差現象。
[0012]結論:該I級轉子葉片前、尾緣型面合格。
【權利要求】
1.一種微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，其特徵是，所述的方法包括以下步驟: 1)準備: a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設計並加工型面輪廓樣板； b)將待檢測的葉片清理乾淨，葉片表面不得存在髒汙，然後在常溫下定溫I?2小時； c)調製樣膏，所述的樣膏要求伸縮率小於I%，按要求進行調製； 2)取型:將調好的樣膏將待測葉片包覆，並保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化後取下； 3)切片:使用樣膏切片器將樣膏切片，切片方向與葉片葉展方向垂直，切片厚度為Imm?2mm,切片厚度需一致； 4)檢驗:將輪廓樣板與切片同時放到放大鏡平臺上，按要求調整放大倍數及放大鏡平臺，使輪廓樣板與切片邊緣清晰，進行觀察；首先觀察葉片前、尾緣輪廓是否滿足要求，是否存在平頭、凸肩、雙頭、尖頭、鈍頭的情況，如存在，為不合格，如不存在上述情況，再將輪廓樣板與切片進行比較輪廓度，比對輪廓度超差的葉片定為不合格。
2.如權利要求1所述的微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，其特徵是，所述的3)中，切片時可使用採用來回鋸斷的方式，避免一次性切斷；切片若出現變形或缺肉的情況，應重新進行取型和切片。
3.如權利要求1所述的微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，其特徵是，所述的步驟4中，可將切片照片利用圖片處理軟體抽取出輪廓曲線與輪廓樣板對比。
【文檔編號】G01B11/24GK104006761SQ201410225049
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月26日 優先權日:2014年5月26日
【發明者】賀健, 孫東文, 王學斌, 陳玉英, 崔柏慧, 陶江, 羅玉權, 陳文鑫, 張航 申請人:哈爾濱東安發動機（集團）有限公司