微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法
【專利摘要】本發(fā)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(xiàn)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后續(xù)照片處理對比分析程序后也可以用于葉片前尾緣輪廓度的準(zhǔn)確檢驗測量。本發(fā)明檢驗過程操作簡單、效率高、精度高，并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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]葉片是發(fā)動機風(fēng)扇、壓氣機及渦輪中直接與工質(zhì)相互作用、實現(xiàn)能量的傳輸或轉(zhuǎn)換的零件，對發(fā)動機轉(zhuǎn)子效率、性能有重要影響。而用于小型發(fā)動機的其轉(zhuǎn)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(shù)，優(yōu)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(shù)量往往高達數(shù)百片，這就要求既準(zhǔn)確，又快速的檢測葉片前、尾緣型面，由于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(biāo)測量點坐標(biāo)分析法，采用三坐標(biāo)測量取點，利用點坐標(biāo)數(shù)據(jù)在UG軟件中擬合曲線，分析圓弧尺寸。其優(yōu)點為截面位置準(zhǔn)確，不需破壞葉片，可直接獲得圓弧相關(guān)尺寸。缺點在于取點不準(zhǔn)、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(xué)測量儀，使用專業(yè)測量儀，利用光學(xué)投影原理，制定葉片前尾緣輪廓范圍樣板，檢測葉片前尾緣，優(yōu)點在于可迅速判斷葉片是否合格，缺點在于儀器成本高，一般需要數(shù)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(yīng)截面高度后，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(yōu)點在于結(jié)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(shù)據(jù)點，只能用于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?zāi)?，磨削截面，去除毛刺，在放大鏡下觀察。其優(yōu)點在于截面十分清晰，測量結(jié)果精確，避免了線切割造成的毛刺影響。其缺點是破壞葉片，工序復(fù)雜，只能檢測形狀，無法測量具體數(shù)據(jù)點，適用于葉片前尾緣形狀抽檢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種微型葉片薄壁前尾緣型面測量技術(shù)，可實現(xiàn)在不破壞葉片的前提下，對微型葉片薄壁前、尾緣型面準(zhǔn)確而快速的檢測，具有成本低、效率高、精度高的優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:在檢測前按理論前、尾緣葉型及其理論公差設(shè)計加工型面輪廓樣板；檢測時，使用樣膏在葉片規(guī)定測量位置取型；然后利用樣膏切片裝置將取型的樣膏切片；之后將樣膏切片與輪廓樣板共同在光學(xué)放大鏡下進行規(guī)定放大倍數(shù)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(fā)明的具體技術(shù)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(zhǔn)備:
a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設(shè)計并加工型面輪廓樣板；
b)將待檢測的葉片清理干凈，葉片表面不得存在臟污，然后在常溫下定溫I?2小時；
c)調(diào)制樣膏，所述的樣膏要求伸縮率小于I%，按要求進行調(diào)制；
2.取型:將調(diào)好的樣膏將待測葉片包覆，并保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化后取下；
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(diào)整放大倍數(shù)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，切片時可使用采用來回鋸斷的方式，避免一次性切斷；切片若出現(xiàn)變形或缺肉等情況，應(yīng)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件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(fā)明僅需要簡單的設(shè)備，即樣膏、切片裝置、帶照相功能的放大鏡，就可實現(xiàn)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后續(xù)照片處理對比分析程序后也可以用于葉片前尾緣輪廓度的準(zhǔn)確檢驗測量。一般情況下，該技術(shù)用于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(fā)明檢驗過程操作簡單、效率高、精度高，并且在檢測過程中不破壞葉片。本方法還可應(yīng)用到微型零件異形結(jié)構(gòu)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(zhǔn)備:
a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設(shè)計并加工型面輪廓樣板；
b)將待檢測的葉片清理干凈，葉片表面不得存在臟污，然后在常溫下定溫I?2小時；
c)調(diào)制樣膏，所述的樣膏要求伸縮率小于I%，按要求進行調(diào)制；
2.取型:將調(diào)好的樣膏將待測葉片包覆，并保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化后取下；
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(diào)整放大倍數(shù)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，切片時可使用采用來回鋸斷的方式，避免一次性切斷；切片若出現(xiàn)變形或缺肉等情況，應(yīng)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件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(fā)動機壓氣機I級轉(zhuǎn)子葉片，按設(shè)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(zhǔn)備:
a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設(shè)計并加工型面輪廓樣板；
b)將待檢測的葉片清理干凈，葉片表面不得存在臟污，然后在常溫下定溫1.5小時；
c)調(diào)制樣膏，采用ReproRubber牌樣膏,按要求進行配制；
2.取型:將調(diào)好的樣膏將待測葉片包覆，并保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化后取下；
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，切片時使用采用來回鋸斷的方式，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(diào)整放大倍數(shù)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(jié)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，利用圖片處理軟件抽取出輪廓曲線與輪廓樣板對比，無超差現(xiàn)象。
[0012]結(jié)論:該I級轉(zhuǎn)子葉片前、尾緣型面合格。
【權(quán)利要求】
1.一種微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，其特征是，所述的方法包括以下步驟: 1)準(zhǔn)備: a)按理論的前、尾緣葉型及其理論公差設(shè)計并加工型面輪廓樣板； b)將待檢測的葉片清理干凈，葉片表面不得存在臟污，然后在常溫下定溫I?2小時； c)調(diào)制樣膏，所述的樣膏要求伸縮率小于I%，按要求進行調(diào)制； 2)取型:將調(diào)好的樣膏將待測葉片包覆，并保證樣膏會與葉片完全貼合，待樣膏硬化后取下； 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(diào)整放大倍數(shù)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(quán)利要求1所述的微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，其特征是，所述的3)中，切片時可使用采用來回鋸斷的方式，避免一次性切斷；切片若出現(xiàn)變形或缺肉的情況，應(yīng)重新進行取型和切片。
3.如權(quán)利要求1所述的微型葉片薄壁前、尾緣型面檢測方法，其特征是，所述的步驟4中，可將切片照片利用圖片處理軟件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(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】賀健, 孫東文, 王學(xué)斌, 陳玉英, 崔柏慧, 陶江, 羅玉權(quán), 陳文鑫, 張航 申請人:哈爾濱東安發(fā)動機（集團）有限公司