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航空发动机压气机叶片型面检测技术

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航空发动机叶片的型面质量测量方法对比

航空发动机叶片的型面质量测量方法对比

航空发动机叶片的型面质量测量方法对比作者：李进来源：《中国新技术新产品》2015年第18期摘要：航空工业是一个国家的工业之花，其中航空发动机又是其中的核心。

在航空发动机的制造过程中，叶片又是航空发动机总体三大部分中压气机中较难制造的部分，其制造的精度以及其型面质量都会对发动机的性能造成严重的影响，以及对航空发动机叶片的检测也提出了较为严峻的考验。

现今对于航空发动机叶片型面质量的检测方法众多，不同的检测方法具有不同的适用情况，在航空发动机叶片的检测精度以及测量能力等方面都有着不同的特性。

本文将在对比分析的基础上提出航空发动机叶片型面测量技术的发展趋势。

关键词：航空发动机叶片；型面检测；测量精度中图分类号：TH542 文献标识码：A在航空发动机的制造过程中，叶片是其中较为重要的组件，其型面复杂且尺寸跨度较大，且在运行的过程中会受到较为严重的外力，从而使得其的工作情况较为恶劣。

其中，航空发动机叶片的几何形状与其尺寸对于其工作性能有着重要的影响，而航空发动机叶片的型面质量则对二次流损耗有着十分重要影响，从而影响着发动机的工作性能。

在现今的航空发动机发展过程中，对于发动机的效率提出了更高的要求，从而对航空发动机叶片的型面质量的检测精度与检测效率提出了更高的要求。

本文将对现今航空发动机叶片的型面质量检测所采用的方法进行对比分析。

1 航空发动机叶片的型面质量检测内容及方法航空发动机叶片的型面质量的检测主要是对叶片型面的轮廓的几何尺寸（如叶型厚度、叶型弯扭以及叶片的前后缘位置等）进行检测。

以往采用的主要测量方法主要有：标准样板法、自动绘图测量法以及坐标测量法等。

同时随着科技的发展以及高新技术在航空发动机叶片的型面质量测量中的应用，为航空发动机叶片的型面质量的测量带来了新的方法如机器视觉测量法以及四坐标激光测量法和激光扫描测量法等。

2 航空发动机叶片的型面质量测量方法对比分析2.1 标准样板法。

标准样板法是较早应用于航空发动机叶片的型面质量测量的方法，此种方法采用的原理主要是通过将标准样板与实际需要检测的叶片在相应的检测载面上相互靠近，同时采用照明灯光进行光照照射，并根据样板与待检叶片之间的漏光缝隙的大小来检测航空发动机叶片型面对应型线的误差，采用此种方法最主要的就是需要航空发动机叶片中的理论型线设计并制造相应的型线母板量具。

CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究

CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究

CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片典型损伤模型建立、外来物损伤分析、检测方法及修复方式研究目录摘要 (6)Abstract ...................................................................................................................................... 错误!未定义书签。

第一章绪论. (7)1.1 研究背景及意义 (7)1.2 航空燃气涡轮发动机叶片建模 (10)1.3 发动机叶片损伤的检测方法对比研究 (11)1.4 外来物损伤分析 (11)1.5 航空燃气涡轮发动机叶片的修复方式研究 (12)第二章CFM56-7B航空燃气涡轮发动机叶片建模 (12)2.1 数据测量 (13)2.2 建模过程 (16)2.3 带损伤叶片的成品展示及危害性介绍 (23)第三章航空燃气涡轮发动机叶损伤检测方法研究 (30)3.1 目前的无损检测方式分类 (31)3.2 各种无损检测方式优缺点分析 (35)3.3 无损检测技术在发动机检测中的运用 (44)第四章航空燃气涡轮发动机叶片外来物损伤 (45)4.1 鸟类等软物撞击的损伤 (46)4.2 硬物撞击对叶片的损伤 (47)第五章航空燃气涡轮发动机叶片的修复方式研究 (49)5.1 目前常用的一些修复方法 (50)5.2 常用修复方法的优缺点对比 (51)5.3 目前叶片修复面临的难题 (52)5.4 航空发动机叶片修复再制造的一般流程 (52)参考文献 (53)致谢............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。

航空发动机叶片间隙测量方法综述

航空发动机叶片间隙测量方法综述

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田６激光多普勒舅速法测间隙的原理田 擞光多普勒间隙侍感器包括三个部分：光源系统、光学测量探头和探测系统。在光源系 统中有两个辙光二撮管．输出为６６０珊和８３０阻的两个波长的激光。在探头里光纤出射的光束 被一个非球面透镜准直，再被一个衍射透镜聚焦（衍射透镜是针对６６０ｎｅ波长设计的焦距 ２０肌。数值孔径０．２）；这块高散射的衍射透镜使这两种光在聚焦腰处的光轴方向上分离。 由于衍射透镜的焦欧和波长成反比，红外光束的聚焦就落在了光橱的前面．而红光的落在 了光栅的后面．使这两种波长的擞光柬分别产生＋ｌ。一１级衍射。其他的光束用挡板隔离．用 一个消除色差的开昔勒透镜组准直光束井且再一次聚焦，清色差的透镜组确保了这两部分光 在相同的轴向位置分开。用开普勒望远镜系统使光柱聚焦成像．红外光的聚焦腰的位置在交 叉点的前面产生发散的边缘．红光的聚焦腰的位置在交叉点的后面产生汇聚边缘。如图７所
试验应用作了介绍。
关键词：发动机叶片叶尖间隙测量，探针法，电容法，电涡流法，光导（激光近程）探针测
量法，光强度调制法，激光多普勒测速法 １引言
随着现代飞机对高机动性飞行要求的不断提高，对航空发动机的要求也相应地提高。提
高航空发动机的性能的一个重要方面是提高发动机的效率；而提高发动机的效率很大方面要 取决于发动机转子叶尖与机匣之间的径向间隙要尽可能小，以减少工作介质泄露而造成的损 失。
航空发动机叶片间隙测量方法综述
郭伟周权 （一航计测重点实验室北京１０００９５）． 摘要：飞机发动机叶片叶尖间隙是发动机非常重要的一个参数。文章介绍了叶片叶尖间隙测 量的各种方法，包括探针法、电容法、电涡流法、光学法等。光学法又可细分为光导（激光
近程）探针测量法、光强度调制法和激光多普勒测速法；对这些方法的原理、特点以及一些

旋转状态下的航空发动机叶片形变测量

旋转状态下的航空发动机叶片形变测量

旋转状态下的航空发动机叶片形变测量
夏桂书;吴虹星;魏永超;武兴焜
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2022(48)12
【摘要】针对工况下航空发动机叶片形变问题,实现航空发动机叶片动态检测系统,并开展形变分析研究。

利用发动机叶片模拟工况实验平台,基于光电检测和结构光面型测量技术,开发高速三维测量系统,通过激光对射传感器和单片机同步触发控制高速相机进行测量,并结合傅里叶变换轮廓术,完成不同转速下,真实发动机叶片的形变图像采集与三维型面重建。

型面重构数据表明:叶片处于加速和减速状态时,型面变化趋近一致并呈现非线性,但加速时形变量更大且随着转速增加而增加。

论文结果对研究发动机性能和发动机叶片设计制造有一定参考意义。

【总页数】5页(P40-44)
【作者】夏桂书;吴虹星;魏永超;武兴焜
【作者单位】中国民用航空飞行学院航空电子电气学院;中国民用航空飞行学院科研处
【正文语种】中文
【中图分类】TP399;V232.4;TB9
【相关文献】
1.旋转状态下曲率对叶片气膜冷却特性的影响
2.航空发动机旋转叶片-机匣碰摩动力学特性研究
3.航空发动机叶片型面三坐标测量机测量技术
4.航空发动机旋转叶片振动监测系统研究
5.航空发动机压气机叶片工作状态下的自振频率
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FTP动态测量航空发动机叶片三维型面

FTP动态测量航空发动机叶片三维型面

doi: 10.11857/j.issn.1674-5124.2020060029FTP 动态测量航空发动机叶片三维型面夏桂书1， 武兴焜1， 魏永超2， 吴虹星1(1. 中国民用航空飞行学院航空工程学院，四川 广汉 618307; 2. 中国民用航空飞行学院科研处，四川 广汉 618307)摘　要: 针对高速旋转状态下航空发动机叶片每个时刻形变量的研究，提出一种利用主动结构光，基于动态傅里叶变换轮廓术对不同速度下每个时刻三维型面及形变量的测量方法。

利用对射激光传感器与AVR 单片机设计同步控制装置，结合千兆网相机完成对高速旋转中航空发动机同一叶片的瞬态图像采集，再利用傅里叶变换轮廓术计算出每个时刻下该叶片的三维型面，通过分析，计算出每个时刻下旋转航空发动机叶片的形变量。

实验结果表明该方法可行且满足准确度要求，相对于传统的叶片形变测量方法，具有实时、快速的优势。

关键词: 动态测量; 形变量; 三维型面; 航空发动机叶片中图分类号: TP391.4; TP274文献标志码: A文章编号: 1674–5124(2021)03–0030–06Dynamic measurement of three dimensional profile of aeroengine blade based on FTPXIA Guishu 1, WU Xingkun 1, WEI Yongchao 2, WU Hongxing 1(1. Aeronautical Engineering Institute, Civil Aviation Flight Univerity of China, Guanghan 618307, China;2. Department of Research, Civil Aviation Flight Univerity of China, Guanghan 618307, China)Abstract : In view of the research on the deformation of the aeroengine blades at each moment in the high-speed rotation state, a measurement method of using active structured light and dynamic Fourier transform profilometry to analyze the three-dimensional profile and deformation at each time at different speeds is proposed. The synchronous control device was designed by using the laser beam sensor and the AVR single-chip microcomputer, combined with the Gigabit network camera to complete the transient image collection of the high-speed rotating aeroengine blade, and maintained the image of the same blade, and then used Fourier transform profilometry to calculate the three-dimensional profile of the blade at each transient moment, and the deformation of the rotating aeroengine blade at each moment was calculated and analyzed. The feasibility of this method is verified through experiments and the accuracy is guaranteed. Compared with the traditional measurement of blade deformation, it has the advantage of real-time and rapid measurement of deformation. It can be used in the research of aeroengine blade dynamic measurement of its surface shape and deformation.Keywords : dynamic measurement; shape variable; three-dimensional profile; aeroengine blade收稿日期: 2020-06-02；收到修改稿日期: 2020-07-19基金项目: 国家自然科学基金联合基金（U1633127）；中国民航飞行学院科研基金（CJ2019-02，J2019-004，CJ2020-01）；中国民用航空飞行学院研究生创新项目（X2020-11）作者简介: 夏桂书（1968-），女，四川成都市人，教授，硕士，研究方向为航空电子。

航空发动机压气机叶片检修技术

航空发动机压气机叶片检修技术

航空发动机压气机叶片检修技术摘要：航空发动机在使用或经过长时间试验后，在分解检查过程中会发现部分压气机叶片存在损伤，而压气机叶片价格及其昂贵，更换新件将大大提高成本。

因此，本文介绍了降低航空发动机压气机叶片使用成本的检修技术，包含叶片的清洗、外观故障检查（以下简称故检），无损检测、叶型修理、叶型测量、叶根喷丸强化，叶片表面振动光饰等在内的先进修理技术。

【关键词】航空发动机压气机叶片修理技术航空发动机的压气机叶片工作条件非常恶劣，处于高温、高压、高转速、高离心力的状态。

特别是军用战斗机的发动机，因为作战机动，不断出现快速调整姿态等需求，导致为战斗机提供动力的航空发动机出现快速交变温差，工作条件的恶劣程度更是呈指数级增长。

因此，在航空发动机叶片的设计和制造上，都采用了性能优异但价格昂贵的钛合金和高温合金材料以及复杂的制造工艺。

在维修时，采用先进的修理技术对存在缺陷和损伤的叶片进行修复，可延长使用寿命，减少更换叶片，提高经济收益。

为了有效提高航空发动机的工作可靠性和经济性，压气机叶片先进的修理技术日益受到重视，并获得了广泛的应用。

1.修理前的处理与检测压气机叶片在实施修理工艺之前，需开展必要的预处理和检测，以清除其表面的附着杂质；对叶片损伤形式和损伤程度做出评估，从而确定叶片的可修理度和采用的修理技术手段。

1.1清洗压气机叶片使用过后，容易吸附空气中的杂质，从而在叶片表面黏附有沉积物，部分沉积物经过高温氧化腐蚀后产生热蚀层，这些沉积物影响了气流的运动，导致压气机的效率下降，同时沉积物也掩盖了叶片表面的损伤，不便于检测。

因此，叶片在进行检测和修理前，要清除沉积物。

1.2故检叶片修理前，需针对其外部的损伤类型，损伤程度等进行故检，以判断是否可以继续使用，及确定相应的修理方案。

故检是维修过程的重要工序，整个发动机的制造（维修）成本控制，很大部分来自故检工序，因此众多维修厂都对故检工作极为重视。

1.3无损检测无损检测是在不损害或不影响叶片使用性能,不伤害叶片内部组织的前提下，利用叶片内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，对叶片内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。

试论叶片型面测具设计模块化的开发

一
槽宽和槽 高与样板 的宽度 和高度保证滑 动 灵活 。 当各截面叶盆 、 叶背型面样板 的后端 面与 两侧立板 的外侧面齐平 时 ，为叶片各截面理论 型面 的位置 。通 过测量各截 面型面样板 的后 端 面与两侧 立板外侧面 的相 对差值 ，读 出叶片各 截面 叶盆 、叶背方 向型面 的相 对误差值 。如图 ３ 所示 。 ． １ ３ － ３测量 机构 测量机构 由三部分组 成 ， 有叶片进 、 排气边 方 向的型面偏差 测量机构 ，有 叶片扭 转角度 的 线性测量机 构 ， 叶片盆 、 向的型面偏差 还有 背方 测量机构 ， 叶片进 、 边方 向的型面偏差测量 排气 由底 板前方的百分表实现 。 当插上插销时 ， 百分 表调零 ， 拔下插销 ， 转动底 板前后 的可调 螺钉推 动支座在底板上 滑动 ， 分表反 映叶片沿进 、 百 排气 边方 向的偏差值 。 叶片扭转的角度值 由测具右前方 的百分表 实现 。 当台阶限位块处于转盘位置 时， 百分表调
直 以来 ，叶片的测具设计 任务滞约我公 司新 机 科研生 产 ，但是每 同类 叶片的工装设计 结构又 基本相 同 ， 略有差 异。 尺寸 尤其是 压气机叶片在 航空 发动机 中的 级数较 多 （ 一般是 ９ ）数 量 级 ， 之多 ， 叶片设计结构 的构成大体相 同 ， 但其 大小
不等 。由于立式综合 型面测具设计结构 比传统 的卧式 型面测具设 计较复杂 ，而且设计 周期 较 长 ，而 各级 压气机 叶片的立式综 合型面测具设 计方 法基本一致 ， 可统一 、 结构 固化 ， 因此 ， 以 可 归纳 总结 ， 利用计算机 辅助编程 ， Ｇ三维基 并 Ｕ 元模块 参数化功能 ， 到压气机 叶片立 式综合 达 型 面测具设 计 图纸一 标准化 、 模块化 、 能化 ， 智 使 压气机 叶片立 式综合 型面 测具设计 规 范化 ， 提升工装设 计的速度和质量 。 在这种 隋况下 ， 探 索 出一 条适 合我公 司乃 至本行业所有类 型叶片 工装设 计需求 的新 的设 计方法 ， 开发 出参数化 三维 、 图库 ， 二维 对其它 叶片工 装设计智 能化 的 工作开 发至关 重要。 所示 。 ２ 目标的分析 ３ ． ２型面位置机构和偏移 、 扭转机构的分析 ２ ． １设计要求和零件类 型分析 叶片各截面 型面位置 的设计结 构是 由两侧

航空发动机叶片型面三坐标测量机测量技术

航空发动机叶片型面三坐标测量机测量技术发布时间：2022-02-14T05:21:05.966Z 来源：《中国科技人才》2021年第28期作者：晏政付艳珍[导读] 随着我国航工工作的发展，迫切需要提高航空发动机的制造水平。

在航空发动机中，叶片是重要的动力部件，加强其质量控制对于保证航空发动机的质量具有重要意义。

中国航发南方工业有限公司湖南株洲 412000摘要：随着我国航工工作的发展，迫切需要提高航空发动机的制造水平。

在航空发动机中，叶片是重要的动力部件，加强其质量控制对于保证航空发动机的质量具有重要意义。

基于此本文分析了航空发动机叶片型面测量的难点和技术现状，对三坐标测量机测量技术在航空发动机叶片型面测量中的实际应用进行了分析，并且对叶片坐标检测技术的发展趋势进行了探讨。

关键词：三坐标测量机；航空发动机；叶片；型面1前言在航工工业中，航空发动机的制造是一项重要内容。

在航空器中，航空发动机的主要作用是提供飞行动力，是一种高度复杂，并且十分精密的热力机械，是飞机的“心脏”，航空发动机的制造水平是一个国家工业实力的体现，并且对飞机的经济性和可靠性有着重要的影响。

在航空发动机中，航空叶片是关键动力部件之一，对发动机的安全性能有着比较大的影响，在运行过程中，叶片能够起到压缩和膨胀空气的作用，其曲面的形状和制造精度直接影响着发动机的推动效果。

由于叶片在航空发动机中的重要作用，需要重视叶片型面的质量控制，采用高精度的叶片检测技术对其制造精度进行检查，确保型面的制造精度，保证复杂气动外型的高性能。

因此，加强叶片测量的研究，提高叶片测量的效率、高精度和人性化测量，解决叶片测量过程中遇到的各种问题，对于提升我国航空发动机叶片制造的质量，推动我国航空工业的发展具有重要的意义。

2航空发动机叶片的检测难点和检测技术现状航空发动机叶片是一种精密部件，具有薄壁、大扭曲等特点，在对其进行检测过程中，主要面临以下几方面的问题：（1）由于叶片是高精密设备，因此对检测精度的要求较高，一般需要达到微米级的测量，检测难度大。

基于模态分析的航空发动机压气机工作叶片结构裂纹检测

为加 速度矢量 。 式 （） 一 组 耦 合 方 程 ， 系 统 自 由度 很 大 时 ， 解 十 分 困 难 。 １是 当 求
１ 模态 分析 理论基础
物 体结构振动 问题由激励 、 动结构 和响应三部分组成“ 振 如图１ 示 。 所
将 问 题 简 单 处 理 ， 设 这 个 振 动 系统 是 无 阻尼 的 自 由振 动 系 统 ， 假 那
取 得 了相 当 的 成 果 。
根 据 不 同 的 研 究 目的 可 将 一 般 振 动 问 题 分 为 以 下 基 本 类 型 ： 已知 激 励和 振 动 结 构 ， 求结 构 响 应 ； 已知 激 励 和 响 应 ， 求结 构 参 数 ； 已知 结 构 和 响 应 ， 激 励 。 中 ， 求 其 已知 激 励 和 响应 ， 结 构 参 数 ， 求 就 是 结 构 辨识 问题 。 用模 态 固有 频 率 和模 态 矢 量 （ 型） 采 振 为特 征 参 数 的 数学 模 型 可 以完 整 描 述 振 动 系 统 ， 以模 态 参 数 模 型 为基 础 ， 模 以 态 参 数为 目标 的 系 统 识 别 方 法 ， 态 参 数 能 从 总 体 上 反应 系 统 的 模 动 态 固 有特 性 ， 重 要 的是 需 要 的 参 数 还 很 少 ， 最 因此 模 态 参 数辨 识 能 够 进 行 ， 模 态 参数 辨识 正 是 模 态 分 析 的 主 要 任 务 。 而 模 态分 析 方 法就 是 以 各 阶 主 振 型所 对 应 的模 态 坐 标 来 代 替 物 理 坐 标 ， 微 分 方程 解 藕 ， 成 彼 此 独 立 的 微 分 方程 。 使 变 系 统 结 构 的 模 态 分 析 案 例 【： 何 结 构 系 统 的 运 动 ， 可 表 示 ２任 】 均 为 内 力 、 力 和 惯 性 力的 平 衡 方 程 组 ： 外

航空发动机压气机叶片型面检测技术


中，控制系统采用上控机，以ＴＲ００８
数控系统平台为基础进行开发，实现
了测量仪的运动控制、数据采集、光
栅准确计数等功能。ＴＲ００８是清华 大学精仪系制造工程研究所正存开 发和完善的普及型数控系统平台，其 软件争郜由ｃ程序设计语言实现。 处理系统采用ＰＣ机，以基于Ｗｉｎ一 ｄｏｗｓ系统的ＭＡＴＬＡＢ作为软件开 发１二具，以实现测量数据的处理、曲 线拟合造型、参数辨识等功能。两台 不同系统计算机之间的数据传输采 用了建立无盘工作站的方法来实现，
３陈凯云，叶佩青，俞学兰，等·航空压
主嚣！盖ｉ雷：：型苎ｉ竺研究·仪器仪表
４张国雄．三坐标测量机．天津：天津 大学出版社，１９９９．１１３～１１７（责编晓霸）
４８航牵翩造技术·２００７年第１ｌ期
万方数据
青海大学机械系 清华大学精仪系
俞学兰 叶佩青
叶片是关系到发动机性能的高负荷零件。严格控制叶 片的制造质量，是叶片制造中的关键问题。因此，叶片的检 测技术非常重要，在叶片制造的总工作量中叶片检测工作 量占相当大的ＥＥ例。
俞学兰 硕士。青海大学机械系讲师，主
要研究方向为数控加工。
叶片是关系到发动机性能的高 负荷零件。严格控制叶片的制造质 量，是叶片制造中的关键问题。因此， 叶片的检测技术：｛｝常重要，在叶片制 造的总工作量中叶片检测工作量占 相当大的比例“１。
即为理想标准叶片； 失真或无法计算的现象，而激光测量
制造误差很小时即 仪ｎ Ｊ以真实地反映叶片边缘的形状。
为样板叶片，此时制 表２从测量的精度、速度以及可靠性
圈３二维图形显示界面
造误差对测量结果 等方面将四坐标激光测量仪与三坐
的影响不明显。在 标测量机两种测量方式进行叶片测
密转台，配合非接触式激光测头进行 试验巾选用某型样板叶片对测量结 量的结果进行了比较。
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３陈凯云，叶佩青，俞学兰，等·航空压
主嚣！盖ｉ雷：：型苎ｉ竺研究·仪器仪表
４张国雄．三坐标测量机．天津：天津 大学出版社，１９９９．１１３～１１７（责编晓霸）
４８航牵翩造技术·２００７年第１ｌ期
万方数据
型面检测。确定测量精度０．ｏｌｍｍ＋ 测量时间每叶片４ｍｉｎ。测头采用
果进行对比分析，其检测结果二维显 示如图３所示。通过该界面提供的
结束｛菪
ＯＴＤｓ（激光二角法测头），分辨率 按钮可以实现叶型轮廓的比较、图形
要提高坐标测量机的测量效率，
为ｌｕｍ；主机采用改进方式（立柱移 的放大缩小等功能，还可以读取叶型 首先要提高测量速度，因此需要发展
零件轮廓上各被测点 的坐标值，并对其数 据群进行处理，求得 零件各儿何元素形位 尺寸。其优点为：
·将测量对象数 字化；
·叫以通过误差 补偿技术提高测量精 度，钡０量精度高；
·叮通过软件算 法灵活地进行相应参 数的检测；
．易实现自动化测量和叶片设 计、制造、检测的一体化。其缺点为： 通用三坐标测量机造价高，上作环境 苛刻，功能冗余不专业，需要二次开 发测量软件，测量效率低，费时较多， 需要进行测头半径补偿。
（２）电感测量。 电感测量是指利片ｊ电感的方法 将机械位移量转变成电量，经过放 大、处理并最后屁示出机械位移量的 测量方法。电感测量仪不能单独进 行测量，它必须配备使被测零件定 位、产生相对运动以及固定传感器的 测量机械装置。电感测量仪具有操 作简便、测量直观、精度高、效率高等 优点。理论上，电感测量仪 可以用加密测点的方法测叶 片各部位的形状，包括在测 点非常密的情况Ｆ用来进行 叶型型线误差的测量。但加 密测点使测量机械装置更加 复杂，特别是叶型型线测量 点很多很密，测量机械装置 很难保址，因此采用电感测 量仪测量叶型型线往往不理 想…，而且其造价高，制造周 期长。 （３）光学投影检测。 常用于叶片检测的光学 投影仪有断面投影仪和光学 跟踪投影仪。用光学投影仪 检测叶型，可以从屏幕上直 接观察到经放大后的实际叶 型与理想叶型之间的误差”１。 缺点在于测量结果受叶片表 耐反射能力影响较大，此外 受屏幕限制只能测量弦宽不 大的叶片。 （４）三坐标测量。 三坐标测量以空间直角 坐标系为参考系，检测机械
Ｊ
后缘
／
背
～
矽临ｘ。
前缘 图１叶片型面
４６航空翩造技术－２帅７年第ｌｌ期
万方数据
ｖ一。。一。一。。可视化／智能化检测
即型而测具吲定叶片后，用叶盆型面 样板和叶背型面样板分别检查叶盆、 叶背的型面。摇摆测具用于检测叶 身型面截面彤状接近圆弧的ｎｆ片，而 且圆弧的半径在适当尺寸范围以内。 这类检测方法效率低，精度较差，人 为因素和其他因素所产生的误荠较 大，不适应大规模生产，不适合叶片 设计、制造、检测一体化的发展趋势， 且下工靠模钳Ｉ造周期长，成本高。
等的影响。通过表ｌ测量结果的对 比可知，四坐标激光测量仪可以满足 测量精度的要求。
研制的四坐标激光测量系统ｉＪ－ 以用于叶片型面的检测。在多次试 验巾还得知，在小而薄型叶片的检测 中，传统的接触式三坐标测量机受到
度的制造误差，叶片 探针直径的影响，无法准确检测特别
的制造误差为零时 薄的叶片边缘，从而会出现边缘参数
中，控制系统采用上控机，以ＴＲ００８
数控系统平台为基础进行开发，实现
了测量仪的运动控制、数据采集、光
栅准确计数等功能。ＴＲ００８是清华 大学精仪系制造工程研究所正存开 发和完善的普及型数控系统平台，其 软件争郜由ｃ程序设计语言实现。 处理系统采用ＰＣ机，以基于Ｗｉｎ一 ｄｏｗｓ系统的ＭＡＴＬＡＢ作为软件开 发１二具，以实现测量数据的处理、曲 线拟合造型、参数辨识等功能。两台 不同系统计算机之间的数据传输采 用了建立无盘工作站的方法来实现，
俞学兰 硕士。青海大学机械系讲师，主
要研究方向为数控加工。
叶片是关系到发动机性能的高 负荷零件。严格控制叶片的制造质 量，是叶片制造中的关键问题。因此， 叶片的检测技术：｛｝常重要，在叶片制 造的总工作量中叶片检测工作量占 相当大的比例“１。
叶片检测的内容主要有：叶片 材料的检测，叶片形状和尺寸的检 测，叶片主要物理性能的检测，叶片 制造中有害元素渗入、污染量的检测 以及叶片设计要求的其他方面的检
测。本文主要研究叶片形状和尺寸 的检测技术，图ｌ所示为叶片型面 图。
叶片生产的不同阶段，从毛料到 机械加工再到叶片组装，均需对叶片 的几何形状和尺寸进行检测。由于 叶片结构和形状的复杂性以及叶片 在发动机中的蕈要作州，决定ｒ叶 片型面检测的复杂性。
（１）测量精度高。对于曲率半 径小处，测量精度为０．０１ｍｍ即可， 但是对于进排气口测量精度必须要 达到Ｏ．０ｌ～０．００１ｍｍ。
四坐标激光测量仪简介
基于对叶片特点及现有测量方 法的分析，本课题提出叶片型面四 坐标激光测量仪方案…。
与传统的三坐标测量机相比，四 坐标激光测量仪结构上多ｒ一个精
表１四坐标激光测量便与三坐标测量机测量数据的比较
２帅７年第１１期－航空豺造技术４７
万方数据
的可行性，与三坐标 测量机进行ｒ对比 试验，试验地点为沈 阳黎明航空发动机 有限公司。由于制 造工艺的局限，实际 叶片会存在不同程
动型卧镗式框架结构），构型简单、 某点的坐标，直观地看到该叶型是否 测量技术，而测量技术发展的一个重
稳定，精度高，承载轻，有利于ＯＴＤｓ ｌ乍接触、快速测量等优点的发挥；三
表２四坐标激光测量仪与三坐标测量机的比较
轴重复定位精度小于０．００３ｍｍ，测 量范围２００ｍｍ×２００ｍｍ×２０（胁ｍ。
激光测量仪系统主要由控制系 统和数据处理系统两部分组成。其
应用 图２所示为四坐标激光测量仪 试验样机，为了验证该激光测量系统
型值点处的坐标值。对比测量应该 在相同的测量条件下进行，但由于试 验条件的限制，四坐标激光测量仪和 三坐标测量机对叶片的测量并不处 于相同的环境Ｆ，因此对于测量结果 的分析还应该考虑到夹具、插值方法
２透平机械现代制造技术丛书编委会． 叶片托盘技术．北京：科学出版社．２００２
超差，从而决定属于报废叶片还是可 再加工叶片或合格叶片。
所用的三坐标测量机为ＬＥｌＴｚ ＰＭＭ １２（ｘ）１０（Ｙ）１０（ｚ），该机精度 为：出厂时（２．５＋Ｌ／１８０）ｕｍ，测量 时为（２．５＋Ｌ／１２５）ｕｍ。
表ｌ所示为叶片的一个截面数 据比较结果。该三坐标测量机未能 给出叶片型值点处的坐标值，但采样 点比较密，因此根据线性插值计算出
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栏目策划：依然金卯东亚
舫空发动栅压气棚 叶片型面检测技术
青海大学机械系 清华大学精仪系
俞学兰 叶佩青
叶片是关系到发动机性能的高负荷零件。严格控制叶 片的制造质量，是叶片制造中的关键问题。因此，叶片的检 测技术非常重要，在叶片制造的总工作量中叶片检测工作 量占相当大的ＥＥ例。
（２）测量速度快。航空压气机中 叶片数目众多，并且目前无论是制造 还是返修的压气机数目都很大，所以 应尽可能提高测量速度，寅现叶片的 批量测量。
（３）避免叶片在测量过程中发生 变形和划伤，造成叶片报废或留下安 全隐患。
（４）要利于叶片设计、制造、检测 的集成与一体化。
叶型检测常用方法
（１）专用测具检测。 这种方法目前在沈阳黎明航空 发动机（集团）有限责任公司等单位 获得Ｊ。泛使用。在叶身型面检测中 通常采用样板测具和摇摆测具。样 板测具检测方法是指用叶片固定座
要趋势是非接触测头的广泛应用Ⅻ。 本文通过具体的测量试验证明，叶片 型面检测采用非接触式方法可以大 大提高工作效率。目前该测量仪已 在黎明航空发动机有限公司通过专 家鉴定。
参考文献 １陈积慧主编航空制造工程手册，＿［
著箩测掣’－北京。航空工、Ｉ。出版社ｍ９３－
具有成本低、结构简单、传输方便、并 行工作、节约时间等优点。、
即为理想标准叶片； 失真或无法计算的现象，而激光测量
制造误差很小时即 仪ｎ Ｊ以真此时制 表２从测量的精度、速度以及可靠性
圈３二维图形显示界面
造误差对测量结果 等方面将四坐标激光测量仪与三坐
的影响不明显。在 标测量机两种测量方式进行叶片测
密转台，配合非接触式激光测头进行 试验巾选用某型样板叶片对测量结 量的结果进行了比较。