CN101762259A - 一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，属于复杂钣金产品检测技术领域。本发明提供一种可对过渡段截面轮廓度进行全截面测量，且操作方便的燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法。本发明包括如下步骤：步骤一：将被检测零件在测量支架上支撑定位；步骤二：在三坐标测量机的平台上建立测量坐标系；步骤三：通过三坐标测量机对被检测零件的各个截面进行逐一扫描，首先，将三坐标扫描原点移至被检测截面的几何中心，然后对该截面进行扫描，如此往复，直至完成被检测零件的所有截面的逐一扫描；步骤四：对扫描数据进行处理，并根据处理后的扫描数据生成扫描截面图形；步骤五：通过将生成的扫描截面图形与理论图形进行对比和尺寸标注评定检测结果。

Description

一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法

技术领域：

本发明属于复杂钣金产品检测技术领域，特别是涉及一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法。

背景技术：

过渡段是燃气轮机燃烧室的构件之一，燃烧室是用来将燃油(气)中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许温度，以便进入涡轮膨胀做功。燃烧室是燃气轮机的重要部件之一，燃气轮机机组的可靠性、经济性和寿命很大程度上取决于燃烧室的可靠性和有效程度。燃烧室的工作条件十分恶劣，是在高温、高负荷下工作，承受着由气体压力、惯性力产生的静载荷和振动负荷。

过渡段零件是薄壁(常见壁厚为4.78mm和3.18mm)钣金焊接件，其工件结构为前端圆形逐渐向后端过渡成扇形方框，由21个截面线和一条中心线通过UG软件构建而成，如图1所示。在工作中其时常会出现翘曲、变形、裂纹、积炭、过热、烧穿等故障，因此，为满足装机及工况要求，其加工过程必须得到很好的控制，如何保证产品的截面轮廓度满足设计要求既是重点也是难点。现有的燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法常采用专用型架样板，其显著缺点是：由于受过渡段零件结构的空间限制，其无法实现全截面测量，只能间断的测量6个截面；且制造周期长、加工和检定困难、手工操作不方便，并容易产生误判。尤其在首件研制时，作为成形模具定型的判定依据，该检测方法不能提供精确的定量数据。

发明内容：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可对过渡段截面轮廓度进行全截面测量，且操作方便的燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：将被检测零件在测量支架上支撑定位；

步骤二：在三坐标测量机的平台上建立测量坐标系；

步骤三：通过三坐标测量机对被检测零件的各个截面进行逐一扫描，

首先，将三坐标扫描原点移至被检测截面的几何中心，然后对该截面进行扫描，如此往复，直至完成被检测零件的所有截面的逐一扫描；

步骤四：对扫描数据进行处理，并根据处理后的扫描数据生成扫描截面图形；

步骤五：通过将生成的扫描截面图形与理论图形进行对比和尺寸标注评定检测结果。

步骤一中所述的测量支架包括底板，在底板的两端分别设置有被检测零件的圆口支板和方口支板；在方口支板上设置有与被检测零件的工艺孔相对应的定位销，在圆口支板上设置有左、右居中的工艺孔；所述的被检测零件的工艺孔设置在零件方口端的余量部分，并左、右居中。

为保证测量支架的支撑强度，在所述的圆口支板和方口支板的侧方分别设置有支板加强筋。

步骤一中所述的将被检测零件在测量支架上支撑定位的具体方法如下：

通过圆口支板支撑被检测零件的圆口截面，通过方口支板支撑被检测零件的方口截面，并将定位销插入被检测零件的工艺孔内，将被检测零件定位。

步骤二中所述的在三坐标测量机的平台上建立测量坐标系的具体方法如下：

将测量支架置于三坐标测量机的平台上，以测量支架圆口支板上的工艺孔、方口支板上的定位销以及方口支板的基准面建立x-y-z坐标系；并以定位销轴线与零件型面的交点作为坐标原点。

步骤四中所述的对扫描数据进行处理，并根据处理后的扫描数据生成扫描截面图形的具体方法如下：

将步骤三中三坐标测量机扫描获得的纯文本数据文件用Excel打开，打开时选择用“逗号”分隔符将数据分隔，打开后进行数据整理，仅保留x、y、z坐标数据；再将整理后的数据存为文本格式，并用“逗号”替换所有数据间的“空格”；然后打开CAD，绘制理论截面图形，并按照给定的截面轮廓度画出公差带；再用“样条线”指令将数据导入CAD，生成各截面的扫描截面图形。

步骤五中所述的通过将生成的扫描截面图形与理论图形进行对比和尺寸标注评定检测结果的具体方法如下：

将步骤四中生成的各截面的扫描截面图形与相应的理论截面图形在CAD中粘贴在一起，进行尺寸比较、判定；若扫描截面图形的样条线均在理论截面图形轮廓公差范围内，则判定该截面为合格截面；若扫描截面图形的样条线有局部超出理论截面图形轮廓公差范围，则判定该截面为不合格截面。

过渡段的加工过程如下：

将过渡段分成上、下半部，经过钣金毛料展开计算，分别用板材经模具冲压成形加工而成。成型后的半部零件为周边均带有不规则修边余量的中空的异形体，在后续加工、检测中需通过设置在零件余量部分的工艺孔实现准确定位。此工艺孔的位置来源于半部零件成形模具的“压窝”装置，在模具设计时，“压窝”与零件理论截面需具有非常精确的位置关系。本发明的检测方法是指半部冲压成形后的检测过程。半部零件测量合格，则判定成形模具设计制造合格，并定型。否则，需依据零件检测的定量数据进行修模，直至合格。

上下半部经去除结合部位余量加工后进行焊接组合，再经过机械加工去除方、圆口端部的余量(工艺孔一并去除)，形成图1所示的过渡段。

本发明的有益效果：

本发明的检测方法可对过渡段截面轮廓度进行全截面测量，且操作方便、实用，可广泛应用到钣金件加工中。而且，本发明的检测方法可提供可靠的修模数据，并缩短产品研制的周期。

附图说明：

图1是燃气轮机燃烧室过渡段的UG模型示意图；

图2是本发明的测量支架的结构示意图；

图3是扫描截面图形与理论图形比较-合格的示意图；

图4是扫描截面图形与理论图形比较-不合格的示意图；

图中，1-方口截面，2-圆口截面，3-底板，4-支板加强筋，5-方口支板，6-定位销，7-被检测零件，8-工艺孔，9-圆口支板，10-方口支板的基准面，11-扫描截面图形，12-理论截面图形。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：将被检测零件在测量支架上支撑定位；

冲压成形后的中空薄壁零件周边均有不规则的余量，支撑定位无从下手，须在零件的加工工艺中予以考虑。即在冲压成形时，在零件主体之外的加工余量部分压窝，然后按此压窝钻工艺孔，用该工艺孔和零件型面实现对被检测零件的支撑定位。

所述的测量支架包括底板3，在底板3的两端分别设置有被检测零件7的圆口支板9和方口支板5；在方口支板5上设置有与被检测零件7的工艺孔相对应的定位销6，在圆口支板9上设置有左、右居中的工艺孔8；所述的被检测零件7的工艺孔设置在零件方口端的余量部分，并左、右居中。

为保证测量支架的支撑强度，在所述的圆口支板9和方口支板5的侧方分别设置有支板加强筋4。

通过圆口支板支撑被检测零件的圆口截面，通过方口支板支撑被检测零件的方口截面，并将定位销插入被检测零件的工艺孔内，将被检测零件定位。

步骤二：在三坐标测量机的平台上建立测量坐标系；

将测量支架置于三坐标测量机的平台上，以测量支架圆口支板上的工艺孔、方口支板上的定位销以及方口支板的基准面建立x-y-z坐标系；并以定位销轴线与零件型面的交点作为坐标原点。

三坐标测量机的型号为：ZOOL251510，

三坐标测量机的规格为：2500×1500×1000(单位：mm)

步骤三：通过三坐标测量机对被检测零件的21个截面进行逐一扫描，

首先，将三坐标扫描原点移至被检测截面的几何中心，然后对该截面进行扫描，如此往复，直至完成被检测零件的21个截面的逐一扫描；

步骤四：对扫描数据进行处理，并根据处理后的扫描数据生成扫描截面图形；

将步骤三中三坐标测量机扫描获得的纯文本数据文件用Excel打开，打开时选择用“逗号”分隔符将数据分隔，打开后进行数据整理，仅保留x、y、z坐标数据；再将整理后的数据存为文本格式，并用“逗号”替换所有数据间的“空格”；然后打开CAD，绘制理论截面图形，并按照给定的截面轮廓度画出公差带；再用“样条线”指令将数据导入CAD，生成各截面的扫描截面图形。

步骤五：通过将生成的扫描截面图形与理论图形进行对比和尺寸标注评定检测结果。

将步骤四中生成的各截面的扫描截面图形与相应的理论截面图形在CAD中粘贴在一起，进行尺寸比较、判定；如图3所示，若扫描截面图形的样条线均在理论截面图形轮廓公差范围内，则判定该截面为合格截面；如图4所示，若扫描截面图形的样条线有局部超出理论截面图形轮廓公差范围，则判定该截面为不合格截面。

Claims (7)

1.一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将被检测零件在测量支架上支撑定位；

步骤二：在三坐标测量机的平台上建立测量坐标系；

步骤三：通过三坐标测量机对被检测零件的各个截面进行逐一扫描，

首先，将三坐标扫描原点移至被检测截面的几何中心，然后对该截面进行扫描，如此往复，直至完成被检测零件的所有截面的逐一扫描；

步骤四：对扫描数据进行处理，并根据处理后的扫描数据生成扫描截面图形；

步骤五：通过将生成的扫描截面图形与理论图形进行对比和尺寸标注评定检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于步骤一中所述的测量支架包括底板，在底板的两端分别设置有被检测零件的圆口支板和方口支板；在方口支板上设置有与被检测零件的工艺孔相对应的定位销，在圆口支板上设置有左、右居中的工艺孔；所述的被检测零件的工艺孔设置在零件方口端的余量部分，并左、右居中。

3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于在所述的圆口支板和方口支板的侧方分别设置有支板加强筋。

4.根据权利要求1或2所述的一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于步骤一中所述的将被检测零件在测量支架上支撑定位的具体方法如下：

通过圆口支板支撑被检测零件的圆口截面，通过方口支板支撑被检测零件的方口截面，并将定位销插入被检测零件的工艺孔内，将被检测零件定位。

5.根据权利要求1或2所述的一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于步骤二中所述的在三坐标测量机的平台上建立测量坐标系的具体方法如下：

将测量支架置于三坐标测量机的平台上，以测量支架圆口支板上的工艺孔、方口支板上的定位销以及方口支板的基准面建立x-y-z坐标系；并以定位销轴线与零件型面的交点作为坐标原点。

6.根据权利要求1或2所述的一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于步骤四中所述的对扫描数据进行处理，并根据处理后的扫描数据生成扫描截面图形的具体方法如下：

将步骤三中三坐标测量机扫描获得的纯文本数据文件用Excel打开，打开时选择用“逗号”分隔符将数据分隔，打开后进行数据整理，仅保留x、y、z坐标数据；再将整理后的数据存为文本格式，并用“逗号”替换所有数据间的“空格”；然后打开CAD，绘制理论截面图形，并按照给定的截面轮廓度画出公差带；再用“样条线”指令将数据导入CAD，生成各截面的扫描截面图形。

7.根据权利要求1或2所述的一种燃气轮机燃烧室过渡段截面轮廓度的检测方法，其特征在于步骤五中所述的通过将生成的扫描截面图形与理论图形进行对比和尺寸标注评定检测结果的具体方法如下：

将步骤四中生成的各截面的扫描截面图形与相应的理论截面图形在CAD中粘贴在一起，进行尺寸比较、判定；若扫描截面图形的样条线均在理论截面图形轮廓公差范围内，则判定该截面为合格截面；若扫描截面图形的样条线有局部超出理论截面图形轮廓公差范围，则判定该截面为不合格截面。

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