CN110296644B - 一种测量叶片抛修变化量的工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量叶片抛修变化量的工装及方法，包括顶面和底面；工装与叶片相互限位且固定，工装顶面和底面固定设置，顶面和叶片的叶盆面型面相同且贴靠设置，底面与叶片的叶背面型面相同且贴靠设置；顶面和底面均设置有若干位置对应的通孔，通孔轴线与叶片对应位置的法线平行。实现叶片各位置法向方向的测量，并保证抛修前后测量位置一致，测量结果的准确。

Description

一种测量叶片抛修变化量的工装及方法

技术领域

本发明属于精加工领域，涉及一种测量叶片抛修变化量的工装及方法。

背景技术

发动机叶片使用和运输周转过程中，往往会造成表面损伤而不能使用。特别是航空发动机叶片工作时，受工作环境和外界大气的影响，造成发动机叶片腐蚀严重；此外航空发动机的巨大吸力，使飞机在近地面飞行时，吸入周围环境中的沙尘等硬质颗粒异物，打伤高速旋转地发动机叶片，产生碰伤、凹陷和划伤等表面故障。

由于发动机叶片自身承受很大的气动力和离心力，为保证发动机的安全性，消除应力集中区，避免打伤点成为叶片断裂诱因。发动机检查修理时，在保证叶片刚性的前提下，必须去除打伤痕迹。

目前行业的主流测量叶片厚度的方式是使用仪器设备测量。

使用电杆测量仪测量固定点的厚度值，通过将该控制测量点的数值反馈到比较器中查看，同时与理论值进行对比进行差值判断。

又或者利用3D扫面仪获得叶片的点云数据，在软件中实现叶片厚度的测量。

但以上设备虽然可实现叶片抛修量的测量，但尚有不足：电杆测量仪仅能实现有限位置、数量的点的测量；3D扫面仪精度虽高，但测量成本大，测量效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种测量叶片抛修变化量的工装及方法，能够方便快速准确的对叶片损伤点进行厚度测量，操作便捷，成本低，便携性强，可用于外场排故。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种测量叶片抛修变化量的工装，包括顶面和底面；

工装与叶片相互限位且固定，工装顶面和底面固定设置，顶面和叶片的叶盆面型面相同且贴靠设置，底面与叶片的叶背面型面相同且贴靠设置；顶面和底面均设置有若干位置对应的通孔，通孔轴线与叶片对应位置的法线平行。

优选的，顶面的一端，部分区域延伸至与榫头缘板扣合，延伸部分结构通过榫头对工装进行定位。

进一步，延伸部分自由端与榫头销孔四周贴靠，通过固定销将延伸部分与榫头销孔固定。

优选的，顶面和底面的一侧铰接。

优选的，还包括用于测量叶片厚度的千分尺，千分尺测砧和测微螺杆直径均与通孔直径相同。

进一步，千分尺测砧和测微螺杆的端头部分均为锥形或球形端头。

一种测量叶片抛修变化量的方法，基于上述任意一项所述的工装，包括以下步骤；

步骤一，将工装安装至叶片上并固定，叶片处于顶面和底面之间；

步骤二，通过最接近叶片损伤部位的通孔，对叶片损伤部位进行标记，测量该通孔所对应的叶片部位厚度；

步骤三，取下工装，待叶片抛修完成后，再次将工装安装至叶片上并固定；

步骤四，测量步骤二中通孔所对应的叶片部位厚度；

步骤五，计算两次测量值的差值，差值为叶片损伤部位的抛修变化量。

优选的，步骤二中，通过该通孔对应的工装另一面的通孔，对叶片损伤部位另一面对应位置进行标记。

优选的，步骤二和步骤四中，以标记点为圆心，对标记点周围区域也进行厚度测量。

优选的，使用千分尺两端头穿过通孔，对叶片厚度进行测量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述工装通过使顶面和底面与叶片的型面相同，在顶面和底面设置若干对应的通孔，实现对叶片上的各个点通过通孔均能进行直接或间接测量，并且通孔轴线与对应叶片位置的法线平行，实现叶片各位置法向方向的测量，并保证抛修前后测量位置一致，测量结果的准确。

进一步，通过固定销将顶面延伸部分与榫头销孔固定，从而以榫头端面及缘板作为工装的定位面，实现三个方向上对工装进行定位，保证工装测量的可重复性。

进一步，千分尺测砧和测微螺杆直径均与通孔直径相同，起到在千分尺测量时的限位作用，保证千分尺测量时与法线始终平行。

进一步，千分尺测砧和测微螺杆的端头部分均为锥形或球形，从而消除叶片表面曲面对测量的影响。

本发明所述方法通过对叶片损伤部位进行标记，在抛修前后分别进行测量，从而准确的对相同点进行测量，保证抛修前后测量位置一致，测量结果的准确。

进一步，通过该通孔对应的工装另一面的通孔，对叶片损伤部位另一面对应位置进行标记，通过另一面的点，作为抛修后测量的定位点，避免标记点在抛修过程中被抹去，失去标记点。

进一步，因为叶片同截面厚度不均匀，修磨后影响范围会很大，通过以标记点为圆心，对标记点周围点也进行测量，从而能够准确判定抛修后影响最大的位置。

附图说明

图1为本发明的工装结构示意图；

图2为本发明的图1的A-A截面图；

图3为本发明的图1的B-B截面图；

图4为本发明的工装及叶片的拆分示意图；

图5为本发明的千分尺结构示意图。

其中：1-顶面；2-底面；3-铰接轴；4-固定销；5-叶片；6-通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1-4所示，工装与叶片5相互限位且固定，工装顶面1和底面2固定设置，顶面1和叶片5的叶盆面型面相同且贴靠设置，顶面1和底面2的一侧铰接，底面2与叶片5的叶背面型面相同且贴靠设置；顶面1和底面2均设置有若干位置对应的通孔6，通孔6阵列排布，覆盖顶面1和底面2，通孔6轴线与叶片5对应位置的法线平行。

大部分叶片5是精锻而成，人工修磨控制叶片5外形，这样叶片5进、排气边及缘板表面尺寸都不一致，存在着尺寸差异，无法直接测量。榫头端面与盘连接，为重要尺寸控制面，平整、精度高，故以榫头端面及缘板作为工装的定位面。

顶面1的一端，部分区域延伸至与榫头缘板扣合，延伸部分通过榫头对工装进行定位。若为插销叶片，则延伸部分自由端与榫头销孔四周贴合，通过固定销4将延伸部分与榫头销孔固定，实现三个方向上对工装进行定位；若为纵树型或燕尾型榫头，则通过延伸部分与榫头相匹配，再对叶片插入方向，即插入盘槽方向限位，固定叶片。

因使用过的叶片5受气动力及离心力的影响存在叶片5扭转变形现象，工装闭合腔较被测叶片5相同截面略大，截面增大量，要求能够包容允许范围内的最大变形叶片5。

工装顶面1和底面2形状与被测叶片5设计型面相同，测量时可迎合叶片5型面。在工装顶面1和底面2上打满相对应的通孔6，通孔6的轴线与叶片5对应位置的法线平行，以通孔6为测量通道，限定测量位置。

如图5所示，测量采用千分尺，千分尺可以满足测量精度，为消除曲面影响，将千分尺两端测量头应修磨成锥状或是球面，测量部分与通孔6直径尺寸相同，作孔轴配合。

沿叶身或弦长方向的单一方向抛修，都会造成明显的沟槽，因此以损伤点为中心，采用画螺旋且手劲由重到轻的方法进行抛修，能有效提高修磨质量。

螺旋的中间位置修磨力度最重，因此修磨量大，是主要测量点，考虑同一截面上越靠近叶片5排气边越薄，因此以漩涡中点为中心，选取周围几个点一同进行测量。

采用上述工装对叶片5抛修量测量方法，包括以下步骤：

(1)顶面1和底面2开合，将叶片5夹在中间。

(2)将工装顶面1和底面2绕铰接轴3合拢，顶面1延伸部位与叶片5榫头贴靠，通过固定销4将延伸部分与榫头销孔固定，确保工装定位。

(3)使用标记笔，穿过最接近损伤位置附近的通孔6标记第一个标记点在叶片5上，并以该标记点为圆心选取周围几个点标记，选点的数量根据叶片5损伤深度，预估修磨影响范围确定。标记时叶片5对应另一侧的位置也要标记。

(4)使用带有与通孔6相同直径锥形或球形端头的千分尺，千分尺两个锥形或球形端头顶在叶盆与叶背对应标记点位置，读取以上标记点位置厚度值，进行记录，通孔6借助工装厚度起到对千分尺的限位作用。

(5)取下工装，以第一标记点为中心，使用抛修工具沿同一方向逆时针或顺时针画漩涡抛修，以保证抛修位置与周围基体圆滑转接。要求抛修后触感和目测均观察不出明显的台阶。

(6)待叶片5抛修完成后，再次将工装安装至叶片5上并固定，使用千分尺，通过未抛修一侧标记，测量该点厚度并记录。

(7)两次数值对比，计算减薄量，两次测量值的差值即为叶片5损伤部位的抛修变化量。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种测量叶片抛修变化量的方法，其方法基于一种测量叶片抛修变化量的工装，其特征在于，

所述工装包括顶面（1）和底面（2）；

工装与叶片（5）相互限位且固定，工装顶面（1）和底面（2）固定设置，顶面（1）和叶片（5）的叶盆面型面相同且贴靠设置，底面（2）与叶片（5）的叶背面型面相同且贴靠设置；顶面（1）和底面（2）均设置有若干位置对应的通孔（6），对叶片（5）上的各个点通过通孔（6）均能进行直接或间接测量，通孔（6）轴线与叶片（5）对应位置的法线平行，对叶片（5）各位置均能进行法向方向的测量；

顶面（1）的一端，部分区域延伸至与榫头缘板扣合，延伸部分结构通过榫头对工装进行定位；

还包括用于测量叶片厚度的千分尺，千分尺测砧和测微螺杆直径均与通孔（6）直径相同；

所述方法包括以下步骤；

步骤一，将工装安装至叶片（5）上并固定，叶片（5）处于顶面（1）和底面（2）之间；

步骤二，通过最接近叶片（5）损伤部位的通孔（6），对叶片（5）损伤部位进行标记第一标记点，测量该通孔（6）所对应的叶片（5）部位厚度，使用千分尺两端头穿过通孔（6），对叶片（5）厚度进行测量；通过该通孔（6）对应的工装另一面的通孔（6），对叶片（5）损伤部位另一面对应位置进行标记；

步骤三，取下工装，以第一标记点为中心，使用抛修工具沿同一方向逆时针或顺时针画漩涡抛修，待叶片（5）抛修完成后，再次将工装安装至叶片（5）上并固定；

步骤四，测量步骤二中通孔（6）所对应的叶片（5）部位厚度；

步骤二和步骤四中，以标记点为圆心，对标记点周围区域也进行厚度测量；

步骤五，计算两次测量值的差值，差值为叶片（5）损伤部位的抛修变化量。

2.根据权利要求1所述的一种测量叶片抛修变化量的方法，其特征在于，所述工装的延伸部分自由端与榫头销孔四周贴靠，通过固定销（4）将延伸部分与榫头销孔固定。

3.根据权利要求1所述的一种测量叶片抛修变化量的方法，其特征在于，所述工装的顶面（1）和底面（2）的一侧铰接。

4.根据权利要求1所述的一种测量叶片抛修变化量的方法，其特征在于，所述工装的千分尺测砧和测微螺杆的端头部分均为锥形或球形端头。

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