CN103575190B - 一种测量叶轮叶型用量规及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种测量叶轮叶型用量规及其测量方法，测量叶轮叶型用量规包括用于定位与待测叶轮相对位置的定位板(1)以及用于对待测叶轮进行测量的样板(2)，样板(2)设置在定位板(1)上。通过测量叶轮叶型用量规对叶轮叶型轮廓测量，操作简单，可以快速直观地检测出叶轮中的叶片变形情况，与三坐标测量方法相比具有简单、快速、直观等优点，大大降低了生产检测成本和时间，极大的提高了生产效率；本测量叶轮叶型用量规通过对比验证后已应用于实际生产中，解决了尺寸检测难题，开辟了复杂叶轮尺寸测量的新思路。

Description

一种测量叶轮叶型用量规及其测量方法

技术领域

本发明涉及精密铸造叶轮产品测量技术领域，特别地，涉及一种测量叶轮叶型用量规，此外，本发明还涉及一种包括上述测量叶轮叶型用量规的测量方法。

背景技术

精密铸造类叶轮毛坯产品的显著特点是近净成型(无余量)、尺寸精度要求高、叶片间距小、叶片型面复杂、扭转角度大等，精密铸造生产过程工序繁杂，制模工序、涂料工序、熔炼浇注工序、打磨修整工序等均易造成叶轮毛坯叶片变形，故生产过程中需对叶轮叶型轮廓和变形度进行测量。

目前，行业内对叶轮叶型轮廓和流道进行测量传统测量方法是采用三坐标仪进行测量，采用该方法需为测量对象产品设计专用夹具，并进行编程测量。一般采用三坐标拟合法，采用三坐标拟合法测量对象叶型具体操作为：在理论实体中过毛坯中心X轴做一个虚拟Φ60圆柱，过圆柱与大叶片相交在Y轴方向最外侧交点A垂直于X轴做一根矢量线OA，垂直于OA做平行于X轴的截面III。截面III得出后分别在Z轴负方向以10mm和20mm距离做出平行于III截面的II截面和I截面；在Z轴正方向以10mm和20mm距离做出平行于III截面的IV截面和V截面，I～V截面做出后，将此五个截面截取大小叶片的截面线在X-Y面上的投影作为理论截面线。测量完成后还需将测量数据采用专用软件与理论数据进行拟合比对，将三坐标实测毛坯的实测线与理论截面线进行拟合对比后得出检测结论。整个过程漫长繁杂，需要花费大量的人力和时间，加大了成本投入，不仅延长了产品的加工制造时间，而且检测难度大、错误率高。

发明内容

本发明目的在于提供一种测量叶轮叶型用量规，以解决叶轮叶型测量方法过程漫长繁杂、检测难度大、错误率高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种测量叶轮叶型用量规，包括用于定位与待测叶轮相对位置的定位板以及用于对待测叶轮进行测量的样板，样板设置在定位板上。

进一步地，定位板的至少一侧竖向壁面为外形与待测叶轮的流道面相匹配并用以紧靠待测叶轮的流道面进行相互定位的中心支靠面。

进一步地，样板为竖立在定位板上的曲形板。

进一步地，样板上设有至少一条用以与待测叶轮上的大叶片外延相比对的大叶片比对部；样板上还开设有至少一个用以与待测叶轮上的小叶片外延相比对的小叶片测量窗。

进一步地，大叶片比对部为曲形板；小叶片测量窗的至少一侧为用以与小叶片外延相比对的曲形的小叶片比对部。

进一步地，大叶片比对部的设置高度与大叶片的边缘高度相匹配；小叶片测量窗的小叶片比对部的高度与小叶片的边缘高度相匹配。

进一步地，样板连接在定位板处的弯曲曲线与中心支靠面的弯曲曲线平行。

进一步地，样板通过连接件沿定位板的环周向可调的活动连接在定位板上。

进一步地，定位板和／或样板上开设有用以防止待测叶轮旋转运动受到阻碍的防阻缺口。

根据本发明的另一方面，还提供了一种测量叶轮叶型用量规的测量方法，包括以下步骤：a、将尺寸合格的叶轮作为叶轮样件；b、将叶轮样件和量规放置在平面度正负误差为0.05mm的平面上，将量规的中心支靠面贴合在叶轮样件的流道面上定中心基准；c、量规的中心支靠面贴合在叶轮样件的流道面上进行旋转，旋转至叶轮的大叶片和小叶片分别卡在量规的大叶片比对部和小叶片比对部；d、用叶轮样件与量规进行比对，选出大叶片的边缘与大叶片比对部完全贴合的第一贴合点；选出小叶片的边缘与小叶片比对部完全贴合的第二贴合点；e、将待测叶轮替换叶轮样件，按照步骤b和步骤c同样的步骤操作，使用塞尺测量所述待测叶轮的大叶片与第一贴合点之间的间隙值以及待测叶轮的小叶片与第二贴合点之间的间隙值，获得一组大小叶片的间隙值；f、测得的大小叶片间隙值在0-0.3mm内则判定为待测叶轮的叶型合格，反之则不合格；g、重复步骤e和步骤f，测量同一待测叶轮的其他几组大小叶片。

本发明具有以下有益效果：

本测量叶轮叶型用量规采用定位板在平面上固定定位并用于安装样板，利用定位板控制与待测叶轮的相对位置，通过样板对标准件叶轮和待测叶轮的叶型进行测量比对，以确定叶轮叶型与标准叶轮叶型的差异性，以此判断待测叶轮的叶型是否合格；通过测量叶轮叶型用量规对叶轮叶型轮廓测量，操作简单，可以快速直观地检测出叶轮中的叶片变形情况，与三坐标测量方法相比具有简单、快速、直观等优点，大大降低了生产检测成本和时间，极大的提高了生产效率；本测量叶轮叶型用量规通过对比验证后已应用于实际生产中，解决了尺寸检测难题，开辟了复杂叶轮尺寸测量的新思路。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的测量叶轮叶型用量规的俯视结构示意图；

图2是本发明优选实施例的测量叶轮叶型用量规的正立面结构示意图；

图3是本发明优选实施例的测量叶轮叶型用量规的背立面结构示意图；

图4是本发明优选实施例的样板的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的定位板的结构示意图；

图6是图5的A-A剖面图。

图例说明：

1、定位板；2、样板；3、中心支靠面；4、大叶片比对部；5、小叶片测量窗；6、小叶片比对部；7、连接件；8、防阻缺口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的测量叶轮叶型用量规的俯视结构示意图；图2是本发明优选实施例的测量叶轮叶型用量规的正立面结构示意图；图3是本发明优选实施例的测量叶轮叶型用量规的背立面结构示意图；图4是本发明优选实施例的样板的结构示意图；图5是本发明优选实施例的定位板的结构示意图；图6是图5的A-A剖面图。

如图1、图2和图3所示，本实施例的测量叶轮叶型用量规，包括用于定位与待测叶轮相对位置的定位板1以及用于对待测叶轮进行测量的样板2，样板2设置在定位板1上。本测量叶轮叶型用量规采用定位板1在平面上固定定位并用于安装样板2，利用定位板1控制与待测叶轮的相对位置，通过样板2对标准件叶轮和待测叶轮的叶型进行测量比对，以确定叶轮叶型与标准叶轮叶型的差异性，以此判断待测叶轮的叶型是否合格；通过测量叶轮叶型用量规对叶轮叶型轮廓测量，操作简单，可以快速直观地检测出叶轮中的叶片变形情况，与三坐标测量方法相比具有简单、快速、直观等优点，大大降低了生产检测成本和时间，极大的提高了生产效率；本测量叶轮叶型用量规通过对比验证后已应用于实际生产中，解决了尺寸检测难题，开辟了复杂叶轮尺寸测量的新思路。

如图1、图2、图3、图5和图6所示，本实施例中，定位板1的至少一侧竖向壁面为外形与待测叶轮的流道面相匹配并用以紧靠待测叶轮的流道面进行相互定位的中心支靠面3。通过在定位板1的至少一侧设置与待测叶轮的流道面相匹配并用以紧靠叶轮样件流道面进行相互定位的中心支靠面3，将量规中心支靠面3贴合在待测叶轮的流道面上定中心基准，方便量规以所定中心基准对叶轮的叶型进行测量比对。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，样板2为竖立在定位板1上的曲形板。通过移动量规，使得曲形板的弯曲面与叶轮上的叶片进行相对移动，直至曲形板将叶轮上的叶片卡固，使得叶片与曲形板完全贴合，以确定叶片的叶型与样板2的相对位置，从而将叶轮标准件的叶型与待测叶轮的叶型进行比较，得出待测叶轮的叶型是否合格的结论。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，样板2上设有至少一条用以与待测叶轮上的大叶片外延相比对的大叶片比对部4；样板2上还开设有至少一个用以与待测叶轮上的小叶片外延相比对的小叶片测量窗5。利用叶轮的大叶片外延与大叶片比对部4进行叶型比对，而由于大叶片和小叶片的叶型和叶片尺寸大小存在区别，而在进行大叶片的测量比对的时候可以通过小叶片测量窗5观测小叶片的比对情况，进行大小叶片的同时比对，有利于提高比对效率。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，大叶片比对部4为曲形板；小叶片测量窗5的至少一侧为用以与小叶片外延相比对的曲形的小叶片比对部6。利用叶轮的大叶片外延与大叶片比对部4进行叶型比对，利用叶轮的小叶片外延与小叶片比对部6进行叶型比对，进行大叶片和小叶片的分别比对，叶型比对精确度更高，比对的效率更高，可以适用于多型号的叶型比对；而由于大叶片和小叶片的叶型和叶片尺寸大小存在区别，而在进行大叶片的测量比对的时候可以通过小叶片测量窗5观测小叶片与小叶片比对部6的比对情况，进行大小叶片的同时比对，有利于提高比对效率。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，大叶片比对部4的设置高度与大叶片的边缘高度相匹配；小叶片测量窗5的小叶片比对部6的高度与小叶片的边缘高度相匹配。通过设置与叶片相适应的比对部高度，以方便大叶片和小叶片分别与大叶片比对部4和小叶片比对部6的分别比对，比对的精度以及比对效率更高。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，样板2连接在定位板1处的弯曲曲线与中心支靠面3的弯曲曲线平行。通过中心支靠面3与叶轮的流道面贴合来实现定中心基准，使样板2的弯曲也以所定的中心为基准，以适应不同叶片叶型的比对。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，样板2通过连接件7沿定位板1的环周向可调的活动连接在定位板1上。通过量规的中心支靠面3与叶轮的流道面贴合定中，旋转量规使得大叶片比对部4与大叶片外延贴合、小叶片比对部6与小叶片外延贴合来实现叶型比对；连接件7不仅起到样板2与定位板1之间的连接作用，而且通过连接件7能够调节样板2在定位板1上的位置用以对大叶片比对部4和小叶片比对部6进行位置和角度上的微调，能够有效提高测量比对的精确度和比对效率。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例中，定位板1和／或样板2上开设有用以防止待测叶轮旋转运动受到阻碍的防阻缺口8。通过设置防阻缺口8，使得在旋转量规对叶轮的叶片叶型进行测量比对的时候，量规与叶轮之间没有处叶片以外的其他阻碍，能够更好的侧量叶片的叶型，提高测量的精确度。

本实施例的测量叶轮叶型用量规的测量方法，包括以下步骤：a、将尺寸合格的叶轮作为叶轮样件；b、将叶轮样件和量规放置在平面度正负误差为0.05mm的平面上，将量规的中心支靠面3贴合在叶轮样件的流道面上定中心基准；c、量规的中心支靠面3贴合在叶轮样件的流道面上进行旋转，旋转至叶轮的大叶片和小叶片分别卡在量规的大叶片比对部4和小叶片比对部6；d、用叶轮样件与量规进行比对，选出大叶片的边缘与大叶片比对部4完全贴合的第一贴合点；选出小叶片的边缘与小叶片比对部6完全贴合的第二贴合点；e、将待测叶轮替换叶轮样件，按照步骤b和步骤c同样的步骤操作，使用塞尺测量待测叶轮的大叶片与第一贴合点之间的间隙值以及待测叶轮的小叶片与第二贴合点之间的间隙值，获得一组大小叶片的间隙值；f、；测得的大小叶片间隙值在0-0.3mm内则判定为待测叶轮的叶型合格，反之则不合格；g、重复步骤e和步骤f，测量同一待测叶轮的其他几组大小叶片。通过记录在量规上合格叶轮的叶片叶型位置，对于待检测叶轮的叶型进行比对，能够快速的检测出叶型是否合格，这种方法简单快捷，能够提高检测的效率，能够用于大批量以及多型号的产品检测，即使并不具有专业技术资质的人员也能够轻松实现产品的检测，能够很好的降低劳动成本和人力成本。

实施时，使用叶型量规对叶轮叶型进行测量具体方法如下：首批模具件毛坯上三坐标仪进行全尺寸测量，并将尺寸合格的毛坯作为以后验收的样件；测量时叶轮和量规放置在平面度±0.05的平板上，将量规中心支靠面3贴合在叶轮样件流道面上定中心基准；量规中心支靠面3贴合在叶轮流道面上进行旋转，用样件与量规进行比对，选出大小叶片上完全贴合的两个点标记在量规上，按照同样的方法使用叶型量规去对待测毛坯叶型进行测量，中心支靠面3完全贴合后靠紧待测件，使用塞尺依据之前样件标记的两个点分别测量与现有的位置点的间隙值，间隙值在0-0.3mm内则判定为叶型合格；使用同样的方法去对其余几组一大一小叶片进行测量，从而完成待测毛坯叶轮的叶型测量。

操作简单，可以快速直观地检测出叶轮中的叶片变形情况，与现有三坐标测量方法相比具有简单、快速、直观等优点，大大降低了生产检测成本和时间，极大的提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种测量叶轮叶型用量规，其特征在于，

包括用于定位与待测叶轮相对位置的定位板(1)以及用于对待测叶轮进行测量的样板(2)，

所述样板(2)设置在所述定位板(1)上；

所述样板(2)通过连接件(7)沿所述定位板(1)的环周向可调的活动连接在所述定位板(1)上。

2.根据权利要求1所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，所述定位板(1)的至少一侧竖向壁面为外形与待测叶轮的流道面相匹配并用以紧靠待测叶轮的流道面进行相互定位的中心支靠面(3)。

3.根据权利要求2所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，所述样板(2)为竖立在所述定位板(1)上的曲形板。

4.根据权利要求3所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，

所述样板(2)上设有至少一条用以与待测叶轮上的大叶片外延相比对的大叶片比对部(4)；

所述样板(2)上还开设有至少一个用以与待测叶轮上的小叶片外延相比对的小叶片测量窗(5)。

5.根据权利要求4所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，

所述大叶片比对部(4)为曲形板；

所述小叶片测量窗(5)的至少一侧为用以与所述小叶片外延相比对的曲形的小叶片比对部(6)。

6.根据权利要求5所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，

所述大叶片比对部(4)的设置高度与大叶片的边缘高度相匹配；

所述小叶片测量窗(5)的所述小叶片比对部(6)的高度与小叶片的边缘高度相匹配。

7.根据权利要求6所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，所述样板(2)连接在所述定位板(1)处的弯曲曲线与所述中心支靠面(3)的弯曲曲线平行。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量叶轮叶型用量规，其特征在于，所述定位板(1)和/或所述样板(2)上开设有用以防止待测叶轮旋转运动受到阻碍的防阻缺口(8)。

9.一种测量叶轮叶型用量规的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、将尺寸合格的叶轮作为叶轮样件；

b、将所述叶轮样件和量规放置在平面度正负误差为0.05mm的平面上，将量规的中心支靠面(3)贴合在叶轮样件的流道面上定中心基准；

c、量规的所述中心支靠面(3)贴合在所述叶轮样件的流道面上进行旋转，旋转至叶轮的大叶片和小叶片分别卡在量规的大叶片比对部(4)和小叶片比对部(6)；

d、用所述叶轮样件与量规进行比对，选出所述大叶片的边缘与所述大叶片比对部(4)完全贴合的第一贴合点；选出所述小叶片的边缘与所述小叶片比对部(6)完全贴合的第二贴合点；

e、将待测叶轮替换所述叶轮样件，按照所述步骤b和所述步骤c同样的步骤操作，使用塞尺测量所述待测叶轮的大叶片与第一贴合点之间的间隙值以及所述待测叶轮的小叶片与第二贴合点之间的间隙值，获得一组大小叶片的间隙值；

f、测得的大小叶片间隙值在0-0.3mm内则判定为待测叶轮的叶型合格，反之则不合格；

g、重复步骤e和步骤f，测量同一待测叶轮的其他几组大小叶片。