CN110440666A - 高压涡轮导向叶片安装边测量方法 - Google Patents

Abstract

一种高压涡轮导向叶片安装边测量方法，所述高压涡轮导向叶片的第一安装边为叶型叶盆一侧的安装边；第二安装边为叶型叶背一侧的安装边；所述方法包括如下步骤，步骤A，构建测量坐标系x‑y‑z，确定特征点参数，步骤B，提供一个第一测具用于所述第一安装边测量，步骤C，当步骤B所测量的所述第一安装边尺寸合格后，提供一个第二测具用于所述第二安装边测量，本发明所提供的高压涡轮导向叶片安装边测量方法，通过基于高压涡轮导向叶片的台阶面设定测量坐标系，并根据坐标转换提供特定的测具，从而把原有的复杂的计量检测简化为特征点和平面度同时检测的方式，在能够保障测量精度的前提下，大大提升了测量效率。

Description

高压涡轮导向叶片安装边测量方法

技术领域

本发明涉及航空发动机生产技术领域，特别涉及一种在航空发动机的涡轮生产过程中，对高压涡轮导向叶片的安装边进行测量的方法。

背景技术

图1a为一种航空发动机的高压涡轮组件的立体结构原理示意图；图1b为图1a的高压涡轮组件结构原理示意图，参见图1a和图1b所示，在航空发动机的制造过程中，对于如图所示的高压涡轮组件，其生产过程包括铸造获得六个单片的四联高压涡轮导向叶片毛坯，再对每个所述高压涡轮导向叶片毛坯进行安装边、型面、封严槽等机械加工之后，再将加工获得的六个单片的高压涡轮导向叶片拼装成完整的环形的所述高压涡轮组件。

图1c为图1中的单片的高压涡轮导向叶片的立体结构原理示意图；图1d为图1c的另一个视角的立体结构原理示意图；参见图1a至图1d所示，为了清楚表述所述高压涡轮导向叶片的结构，在本发明中，针对所述高压涡轮导向叶片做如下定义，

第一安装边：叶型叶盆一侧的安装边；

第二安装边：叶型叶背一侧的安装边；

第一缘板端面：叶型的排气边一侧的缘板端面；

第二缘板端面：叶型的进气边一侧的缘板端面。

所述高压涡轮导向叶片的叶片内缘弧面和外缘弧面在靠近所述第一缘板端面的一侧设置有在同一平面的台阶面100。

参见图1b所示，当高压涡轮件水平放置，叶型的进气边朝下时，高压涡轮件和高压涡轮导向叶片的设计坐标系可定义如下：

高压涡轮组件的旋转轴线作为X轴，高压涡轮组件的中分面与X轴的交点为理论原点(图中未示出)，

高压涡轮组件的中分面的定义为：当高压涡轮组件高度为H时，也即是高压涡轮组件在X轴方向上的厚度为H时，水平面向上移动H/2，也即是高压涡轮组件的在X轴方向上的两个端面所在的平面的任意一个向内移动H/2，所获得的平面。

组成高压涡轮组件的单片的四联高压涡轮导向叶片可通过一个经由所述理论原点的理论切割面在所述中分面上周向等角向间隔60°旋转，对高压涡轮组件进行切割来形成。所述理论切割面与所述X轴的夹角为β(图中未示出)，也就是说，每个高压涡轮导向叶片的所述第一安装边所在的平面以及所述第二安装边所在的平面与X轴的夹角β相同。

对于每个单片的四联高压涡轮导向叶片，在高压涡轮组件的中分面上的角平分线即为该高压涡轮导向叶片的Z轴(图中未示出)，Z轴的方向为从所述理论原点指向该高压涡轮导向叶片。

确定了每个高压涡轮导向叶片的X轴和Z轴后，即可通过左手法则或右手法则确定Y轴。

对于图1a和图1b所示的所述高压涡轮组件来说，其工作性能取决于组合安装后图1c和图1d所示的高压涡轮导向叶片的叶型的空间位置，而所述第一安装边和所述第二安装边的尺寸的精确度将直接影响拼装后整个所述高压涡轮组件的叶型的空间位置，并且所述第一安装边和所述第二安装边在所述高压涡轮导向叶片后继的加工中还要作为加工定位的基准，因此在加工中对所述第一安装边和所述第二安装边的位置尺寸控制尤为关键。

现有的加工过程中，在需要通过计量来检测所述第一安装边和所述第二安装边的尺寸,也就是说，需要将零件从生产设备上取下，送至计量部门通过三坐标测量机进行测量，因送计量周期长、测量效率低，因此非常不利于零件的批生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高压涡轮导向叶片安装边测量方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种高压涡轮导向叶片安装边测量方法，六个所述高压涡轮导向叶片最终用于组合形成高压涡轮组件，所述高压涡轮导向叶片的第一安装边为叶型叶盆一侧的安装边；第二安装边为叶型叶背一侧的安装边；第一缘板端面为叶型的排气边一侧的缘板端面；第二缘板端面为叶型的进气边一侧的缘板端面，所述高压涡轮导向叶片的叶片内缘弧面和外缘弧面在靠近所述第一缘板端面的一侧设置有在同一平面的台阶面。

所述高压涡轮组件和所述高压涡轮导向叶片的设计坐标系的定义为：

高压涡轮组件的旋转轴线作为X轴，高压涡轮组件的中分面与X轴的交点为理论原点，所述第一安装边所在的平面以及所述第二安装边所在的平面与X轴的夹角相同，对于所述高压涡轮导向叶片，在高压涡轮组件的中分面上的角平分线即为所述高压涡轮导向叶片的Z轴，Z轴的指向为从内缘弧面指向外缘弧面。

所述方法包括如下步骤，

步骤A，构建测量坐标系x-y-z，确定特征点参数，

x轴与高压涡轮件的旋转轴线重合，也就是与X轴重合，

x轴与所述台阶面所在的平面的交点为o点，

通过o点与所述高压涡轮导向叶片的Z轴平行且指向相同的线为z轴，

y轴为通过左手法则定义的轴线，

将所述第一安装边所在的平面设置为水平时，与与所述第一安装边所在的平面垂直的平面中，所述第一安装边所在的平面与所述第二安装边所在的平面分别投射显示为两条直线，这两条直线的夹角α的角平分线与z轴平行，

对于所述第一安装边，对应所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面分别选择K1点和K2点，

对于所述第二安装边，对应所述第一安装边的特征点K1和K2分别在所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面选择K3点和K4点，

K1点和K3点的连线与z轴垂直，K2点和K4点的连线与z轴垂直。

步骤B，提供一个第一测具用于所述第一安装边测量，

所述第一测具包括水平底面，一个第一倾斜支靠面以及一个第一水平测量面，所述水平底面与所述第一水平测量面平行，所述第一倾斜支靠面和所述水平底面的夹角与所述高压涡轮组件的所述理论切割面和所述X轴的夹角β相同，所述第一倾斜支靠面上设置有至少三个用于使所述高压涡轮导向叶片的第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面一致的定位销。

将所述高压涡轮导向叶片的所述第一缘板端面置于所述第一倾斜支靠面上后，所述第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面重合，利用一个打表装置在所述第一水平测量面上移动，对所述第一安装边同时进行平面度和特征点(K1、K2)测量。

步骤C，当步骤B所测量的所述第一安装边尺寸合格后，提供一个第二测具用于所述第二安装边测量，

所述第二测具设置有一个用于与所述第一安装边接触支靠的第二支靠面、一个用于对所述第一缘板端面进行接触支靠的第三支靠面以及一个用于与所述第二安装边的理论平面重合的第二测量面，所述第二支靠面和所述第三支靠面的夹角与所述高压涡轮件的所述理论切割面和所述X轴的夹角相同，所述第二支靠面和所述第二测量面的夹角与所述第一安装边所在的平面和所述第二安装边所在的平面的夹角相同，所述第三支靠面可拆卸连接有用于夹紧所述高压涡轮导向叶片的压块，

当所述第一缘板端面置于所述第三支靠面上，且所述第一安装边与所述第二支靠面贴合时，所述第二安装边的理论平面即与所述第二测量面重合。

利用所述打表装置在所述第二测量面上移动，即可对所述第二安装边同时进行平面度和特征点(K3、K4)测量。

优选地，在步骤A中，K1点和K2点与z轴的距离误差在±0.02mm的范围，且所述第一安装边的平面度在0.02mm的范围，则所述第一安装边满足精度要求。

优选地，在步骤A中，K3点与K1点之间的距离，以及K4点与K2点之间的距离误差在(0，-0.03)的范围，且所述第二安装边的平面度在0.02mm的范围，则所述第二安装边满足精度要求。

本发明所提供的高压涡轮导向叶片安装边测量方法，通过基于高压涡轮导向叶片的台阶面设定测量坐标系，并根据坐标转换提供特定的测具，从而把原有的复杂的计量检测简化为特征点和平面度同时检测的方式，在能够保障测量精度的前提下，大大提升了测量效率。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1a为一种航空发动机的高压涡轮组件的立体结构原理示意图；

图1b为图1a的高压涡轮组件结构原理示意图；

图1c为图1中的单片的高压涡轮导向叶片的立体结构原理示意图；

图1d为图1c的另一个视角的立体结构原理示意图；

图2a为图1c的高压涡轮导向叶片的结构原理示意图；

图2b为图2a的俯视结构原理示意图；

图2c为根据本发明的一个具体实施例的测量原理示意图；

图3为用于测量图2c的高压涡轮导向叶片的第一测具的立体结构原理示意图；

图4a为图3的第一测具的结构原理示意图；

图4b为图4a的左视结构原理示意图；

图5为用于本发明的一个具体实施例的打表装置的立体结构原理示意图；

图6为图5的打表装置在图3所示的第一测具的工作原理示意图，

图7为用于测量图2c的高压涡轮导向叶片的第二测具的工作状态的立体结构原理示意图；

图8为图7的第二测具的立体爆炸结构示意图；

图9为图7的第二测具的测量原理示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

图1a为一种航空发动机的高压涡轮组件的立体结构原理示意图；图1b为图1a的高压涡轮组件结构原理示意图；图1c为图1中的单片的高压涡轮导向叶片的立体结构原理示意图；图1d为图1c的另一个视角的立体结构原理示意图；参见图1a-1d所示，本发明提供了一种高压涡轮导向叶片安装边测量方法，六个所述高压涡轮导向叶片最终用于组合形成高压涡轮组件，所述高压涡轮导向叶片的第一安装边为叶型叶盆一侧的安装边；第二安装边为叶型叶背一侧的安装边；第一缘板端面为叶型的排气边一侧的缘板端面；第二缘板端面为叶型的进气边一侧的缘板端面，所述高压涡轮导向叶片的叶片内缘弧面和外缘弧面在靠近所述第一缘板端面的一侧设置有在同一平面的台阶面100。

所述高压涡轮组件和所述高压涡轮导向叶片的设计坐标系的定义为：

高压涡轮组件的旋转轴线作为X轴，高压涡轮组件的中分面与X轴的交点为理论原点，所述第一安装边所在的平面以及所述第二安装边所在的平面与X轴的夹角β相同，对于所述高压涡轮导向叶片，在高压涡轮组件的中分面上的角平分线即为所述高压涡轮导向叶片的Z轴，Z轴的指向为从内缘弧面指向外缘弧面。

所述方法包括如下步骤，

步骤A，构建测量坐标系x-y-z，确定特征点参数，

x轴与高压涡轮件的旋转轴线重合，也就是与X轴重合，

x轴与所述台阶面100所在的平面的交点为o点，

通过o点与所述高压涡轮导向叶片的Z轴平行且指向相同的线为z轴，

y轴为通过左手法则定义的轴线，

图2a为图1c的高压涡轮导向叶片的结构原理示意图；图中，z轴在平面上处于垂直位置，图2b为图2a的俯视结构原理示意图；图2c为根据本发明的一个具体实施例的测量原理示意图；

发明人通过实践发现，对于所述高压涡轮导向叶片，所述第一安装边和所述第二安装边的尺寸是否满足精度要求，可以简化为对所述第一安装边和所述第二安装边上的四个特征点的尺寸进行测量同时进行平面度测量来判断，

考虑到在高压涡轮导向叶片的坯件精铸成型后，所述第一缘板端面和所述第二缘板端面由于是与其他对象件的连接面，因此也会需要进行精加工，所以本发明中，通过选择所述台阶面100所在的平面来构建测量坐标系，这样就便于后继测具的设计和制造。

参见图2c所示，图2c所显示的平面为将所述第一安装边所在的平面设置为水平时，与所述第一安装边所在的平面垂直的平面，在图2c所显示的平面中，所述第一安装边所在的平面与所述第二安装边所在的平面分别投射显示为两条直线，这两条直线(也即是所述第一安装边所在的平面与所述第二安装边所在的平面在图2c所显示的平面中的投影线)的夹角α的角平分线与z轴平行，

对于所述高压涡轮导向叶片，参照图2c显示的平面，可按照设计数据根据所构建的测量坐标系在与所述第一安装边所在的平面垂直的平面(也即是图2c所显示的平面)中选择如下的四个特征点，

对于所述第一安装边，对应所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面可分别选择K1点和K2点，

K1的坐标为(z1，y'1)，K2点的坐标为(z2，y'2)，其中z1和z2为基础测量基准，发明人通过实践发现，只要K1点和K2点在图2c所显示平面中与z轴的垂线距离(即K1和K2点的真实y坐标在图2c所显示的平面的投影)，为了便于表述，分别标记为y'1和y'2的误差在±0.02mm的范围，且所述第一安装边的平面度在0.02mm的范围，则所述第一安装边满足精度要求。

对于所述第二安装边，可对应所述第一安装边的特征点K1和K2分别在所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面选择K3点和K4点，

K3的坐标为(z1，y'3)，K4点的坐标为(z2，y'4)，其中y'3和y'4分别表示K3点和K4点在图2c所显示平面中与z轴的垂线距离，

对于K3和K4点，可以以K1和K2的坐标为基础测量基准，也就是说(z1，y'1)和(z2，y'2)为基础测量基准，发明人通过实践发现，只要(|y'1|+|y'3|)和(|y'2|+|y'4|)的误差在(0，-0.03)的范围，且所述第二安装边的平面度在0.02mm的范围，则所述第二安装边满足精度要求。

对于z1和z2的数值选择，只要能确保K1和K2分别落在所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面的第一安装边上，K3和K4分别落在所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面的第二安装边上即可。

步骤B，提供一个第一测具1用于所述第一安装边测量，

图3为用于测量图2c的高压涡轮导向叶片的第一测具的立体结构原理示意图；图中用双点划线示意了所述高压涡轮导向叶片的位置，参见图3所示，本发明提供了一个第一测具1用于所述第一安装边的测量，所述第一测具1包括水平底面11，一个第一倾斜支靠面12以及一个第一水平测量面13，所述水平底面11与所述第一水平测量面13平行，所述第一倾斜支靠面12和所述水平底面11的夹角与所述高压涡轮组件的所述理论切割面和所述X轴的夹角β相同，所述第一倾斜支靠面12上设置有至少三个用于使所述高压涡轮导向叶片的第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面13一致的支靠定位销(14、15、16)，考虑到对于所述高压涡轮导向叶片，在精铸成型后，叶型的型面以及叶片内缘弧面靠近所述叶型一侧的型面不会再进行精加工，因此，三个所述支靠定位销的位置可按照如下定义进行设置和安装，

第一定位销14，用于支靠所述高压涡轮导向叶片与所述第二安装边最近叶背型面，也就是说，所述第一定位销14和所述高压涡轮导向叶片与所述第二安装边最近的叶背型面相切。

第二定位销15和第三定位销16用于支靠所述高压涡轮导向叶片的内缘弧面的靠近叶盆一侧的型面，参见图3所示，所述第二定位销15可设置在靠近所述第二安装边一侧的两个叶背与叶盆叶型之间的内缘弧面上，这样，所述第二定位销15不会与所述第一定位销14发生干涉，所述第三定位销16可设置在所述第一安装边与靠近所述第一安装边一侧的叶盆型面的内缘弧面上。

当所述高压涡轮导向叶片放置于所述第一倾斜支靠面12上时，所述第二定位销15和所述第三定位销16可确保所述高压涡轮导向叶片不发生水平位移，所述第一定位销14可确保所述高压涡轮导向叶片不发生垂直位移，也即是说，通过所述第一倾斜支靠面12及其上的三个定位销，即可使所述高压涡轮叶片的第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面13一致。

所述第一定位销14、所述第二定位销15和所述第三定位销16对应的与所述高压涡轮导向叶片的接触位置的坐标，可参照图2c经由设计数据转换为在步骤A中定义的测量坐标系x-y-z上的坐标位置。这样，就便于在所述第一倾斜支靠面12上设置三个定位销(14、15、16)。

图4a为图3的第一测具的结构原理示意图，图4b为图4a的左视结构原理示意图，图中用双点划线示意了所述高压涡轮导向叶片的位置，且为了便于理解，在图4a和图4b中，将所述高压涡轮导向叶片的z轴调整至水平。

在本发明中，通过步骤A构建的测量坐标系x-y-z，将设计用的理论空间坐标系转换为能够利用所述台阶面100进行测量的测量坐标系。

参见图4b所示，当所述高压涡轮导向叶片的所述第一缘板端面置于所述第一倾斜支靠面12上后，本发明的测量坐标系x-y-z的y-z面即与所述第一倾斜支靠面12平行，且距离等于所述台阶面100与所述第一缘板端面的距离。

为了便于检验所述第一水平测量面13、所述第一倾斜支靠面12、所述水平底面11以及三个定位销(14、15、16)的尺寸位置，可在所述第一测具1上设置一个工艺球17，这样可以参照图2c经由设计数据转换后，以所述工艺球17的中心作为测量坐标系x-y-z的原点o，从而便于进行测具上各特征尺寸的测量。

本发明通过提供第一测具1，利用三个定位销(14、15、16)来控制在将所述高压涡轮导向叶片的所述第一缘板端面置于所述第一倾斜支靠面12上后，所述第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面13重合，从而可利用一个打表装置3在所述第一水平测量面13上移动，也就可以对所述第一安装边同时进行平面度和特征点(K1、K2)测量。通过将对特征点(K1、K2)的点数据测量转换为面数据测量，就能大大提高测量效率，降低测量的操作要求。

图5为用于本发明的一个具体实施例的打表装置的立体结构原理示意图，图6为图5的打表装置在图3所示的第一测具的工作原理示意图，参见图5和图6所示，所述打表装置3可包括一个支座31，所述支座31设置有一个滑槽，通过所述滑槽可固定连接有一个表座32，所述表座设置有用于固定百分表或千分表33的夹持孔34，所述夹持孔34设置有表夹螺钉35，所述表座32设置有定位槽321，所述定位槽321设置有用于固定所述表座32和所述支座31的定位螺钉36。

在利用所述打表装置3对所述第一安装边进行测量的过程中，所述支座31的底面在所述第一水平测量面13上移动，通过调整所述表座32的位置，可保障所述百分表或千分表33的探头能够触及所述第一安装边的远端边缘，当在所述第一水平测量面13上移动所述打表装置3时，先使所述百分表或千分表33的探头在所述第一水平测量面13上移动并产生0.2～0.3的压表量，这样可调整得到基准读数，并转动33表盘将表针置零，然后使所述百分表或千分表33的探头在所述第一安装边上移动，所述百分表或千分表33的跳动值即可反映所述第一安装边的平面度(将表针在第一安装边上移动，跳动小于0.02时，所述第一安装边的平面度合格)，以及特征点(K1、K2)的误差值，K1、K2公差值等于所述百分表或千分表33的跳动值除以cosα/2(α为图2c中两安装边连线的夹角)。当跳动值不超过±0.02mm*cosα/2时，所述第一安装边的特征点K1、K2尺寸合格，否则尺寸不合格；

在实际测量中，可以用0.02mm*cosα/2来检测所述百分表或千分表33的读数，只要跳动值不超过0.02mm*cosα/2，也就意味着特征点(K1、K2)满足尺寸精度要求，同时平面度满足尺寸要求。

对于所述第一测具1，为了减轻测具重量和降低制造成本，在确保所述第一水平测量面13的面积(从而可保障所述打表装置3与所述第一水平测量面13的接触面积以及移动范围)和所述第一倾斜支靠面12的面积(保障所述第一缘板端面能够完全与所述第一倾斜支靠面12接触)的情况下，整体的结构可进一步优化，例如，可如图3-4b所示，可在所述第一测具1上设置减轻孔，且可利用一个支持柱来设置所述工艺球17。也就是说，对于所述第一测具1，只需要保障所述第一水平测量面13的面积和所述第一倾斜支靠面12的面积，所述第一倾斜支靠面12与所述第一水平测量面13和所述水平底面11的夹角关系，同时保障所述工艺球17的位置尺寸，即可校准设定三个定位销(14、15、16)，从而对所述第一安装边进行测量。为了确保三个定位销(14、15、16)的安装结构不会对所述高压涡轮导向叶片的放置发生影响，所述第一倾斜支靠面12还可以设置一个安装槽来设置三个定位销(14、15、16)的安装装配结构。

考虑到所述第一测具1在加工过程中，会产生制造误差，故可以在所述第一测具1加工完成后，送至计量部门，利用三坐标测量仪，测定所述第一水平测量面13与所述第一安装边的实际偏差，并标注在所述第一测具1上，这样，在打表测量过程中，即可利用打表测量值减去标注的实际偏差获得所述第一安装边的真实数据。

例如，测具上标记的实际值为50，测量时表针顺时针跳动值为0.015，则零件的实测值为50.015，测量面的平面度为0.015,；如果测量时表针逆时针跳动值为0.015，则零件的实测值为49.985，测量面的平面度为0.015。

如果测具理论值应该为50，实际公差为±0.01，实际加工出来为49.995，则测量时表跳动在-0.005到+0.0015范围内，零件就都是合格的。

步骤C，当步骤B所测量的所述第一安装边尺寸合格后，提供一个第二测具2用于所述第二安装边测量，

图7为用于测量图2c的高压涡轮导向叶片的第二测具的工作状态的立体结构原理示意图；图8为图7的第二测具的立体爆炸结构示意图；图9为图7的第二测具的测量原理示意图。在图9中，所述高压涡轮导向叶片的z轴调整至水平，且图9所显示的平面为与所述第一安装边所在的平面垂直的平面，也就是说，在图9所显示的平面中，所述第一安装边所在的平面与所述第二安装边所在的平面分别投射显示为两条直线，这样容易理解各结构之间关系。参见图7-图9所示，所述第二测具2设置有一个用于与所述第一安装边接触支靠的第二支靠面21、一个用于对所述第一缘板端面进行接触支靠的第三支靠面22以及一个用于与所述第二安装边的理论平面重合的第二测量面23，所述第二支靠面21和所述第三支靠面22的夹角与所述高压涡轮件的所述理论切割面和所述X轴的夹角β相同，所述第二支靠面21和所述第二测量面23的夹角与所述第一安装边所在的平面和所述第二安装边所在的平面的夹角相同，即在所述高压涡轮组件的所述中分面上成60°夹角。所述第三支靠面22可拆卸连接有用于夹紧所述高压涡轮导向叶片的压块221，

为了确保所述高压涡轮导向叶片同时与所述第二支靠面21和所述第三支靠面22贴合后，所述第二安装边的理论平面能够与所述第二测量面23重合，在所述第三支靠面22可设置有两个支靠销(24，25)，第一支靠销24可用于支靠所述高压涡轮导向叶片的内缘弧面的靠近叶型且靠近所述第二安装边一侧的型面，第二支靠销25可用于支靠所述高压涡轮导向叶片的外缘弧面的靠近所述第一安装边一侧的型面。

所述第一支靠销24和所述第二支靠销25对应的与所述高压涡轮导向叶片的接触位置的坐标，可经由设计数据转换为在步骤A中定义的测量坐标系x-y-z上的坐标位置。这样，就便于在所述第三支靠面22上设置两个支靠销(24、25)。

当所述高压涡轮导向叶片的所述第一缘板端面置于所述第三支靠面22上后，本发明的测量坐标系x-y-z的y-z面即与所述第三支靠面22平行，且距离等于所述台阶面100与所述第一缘板端面的距离。在步骤B所测量的所述第一安装边尺寸合格的前提下，当所述第一缘板端面置于所述第三支靠面22上，且所述第一安装边与所述第二支靠面21贴合时，所述第二安装边的理论平面即可与所述第二测量面23重合。所述第一支靠销24和所述第二支靠销25分别位于所述高压涡轮导向叶片的内缘弧面的两侧，从而可形成对于所述高压涡轮导向叶片的内缘弧面的夹持，这样可进一步实现对所述高压涡轮导向叶片的精准支靠定位。

所述压块221用于固定所述高压涡轮导向叶片，所述压块221与所述第二缘板端面形成面接触，从而将所述高压涡轮导向叶片压紧固定。

具体来说，参见图7和图8所示，所述第二测具2可以包括一个安装座201，一个提供所述第二支靠面21的支撑块202，一个提供所述第三支靠面22和的所述第二测量面23的支靠块203，这样可以便于制造各个模块，降低制造难度。

参见图9所示，对于所述第二安装边，需测量特征点K3点和K4点对应于所述第一安装边的特征点K1和K2的位置关系是否满足误差要求，且需测量所述第二安装边的平面度，在本发明中，通过提供所述第二测具2，可利用前述打表装置3在所述第二测量面23上移动，也就可以对所述第二安装边同时进行平面度和特征点(K3、K4)测量。通过将对特征点(K3、K4)的点数据测量转换为面数据测量，就能大大提高测量效率，降低测量的操作要求。

在利用所述打表装置3对所述第二安装边进行测量的过程中，所述支座31的底面在所述第二测量面23上移动，通过调整所述表座32的位置，可保障所述百分表或千分表33的探头能够触及所述第二安装边的远端边缘，当在所述第二测量面23上移动所述打表装置3时，先使所述百分表或千分表33的探头在所述第二测量面23上移动，这样可调整基准读数(即归零)，然后使所述百分表或千分表33的探头在所述第二安装边上移动，所述百分表或千分表33的跳动即可反映所述第二安装边的平面度，以及特征点(K3、K4)的误差值。

如前所述，由于需要(|y'1|+|y'3|)和(|y'2|+|y'4|)的误差在(0，-0.03)的范围，且所述第二安装边的平面度在0.02mm的范围时，所述第二安装边才能满足精度要求，因此，与前述特征点(K1、K2)的测量过程类似的，对于所述第二安装边的特征点K3、K4，当跳动值不超过-0.03mm*cosα/2时，K3、K4尺寸合格，考虑到平面度需要控制在0.02mm，因此，在实际测量中，同样可以用-0.02mm*cosα/2来检测所述百分表或千分表33的读数，只要跳动值不超过-0.02mm*cosα/2，也就意味着特征点(K3、K4)满足尺寸精度要求，同时平面度满足尺寸要求。

同样的，考虑到所述第二测具2在加工过程中，会产生制造误差，故可以在所述第二测具2加工完成后，送至计量部门，利用三坐标测量仪，测定所述第二测量面23与所述第二安装边的实际偏差，并标注在所述第二测具2上，这样，在打表测量过程中，即可利用打表测量值减去标注的实际偏差获得所述第二安装边的真实数据。

对于所述支靠块203，因本发明的测量坐标系x-y-z的y-z面与所述第三支靠面22平行，因此，可很容易的通过理论尺寸换算后，以所述第三支靠面22为基准制造和设置所述第二测量面23以及所述第一支靠销24和所述第二支靠销25。

因所述支靠块203和所述支撑块202均与安装座201的同一个面固定，且所述支撑块202只需提供所述第二支靠面21，因此，通过坐标换算，也很容易计算出所述第二支靠面21与所述安装座201的连接面(即所述支靠块203的底面)的角度关系，从而也就可以很容易的制造所述支撑块202。

考虑到测量过程中，所述高压涡轮导向叶片的重心朝向远离所述第三支靠面22的方向，因此，需要设置所述压块221来固定所述高压涡轮导向叶片。

所述压块221同样可以所述第三支靠面22为基准来设置，且所述压块221可与一个固定在所述第三支靠面22的柱销可旋转连接，所述压块221的另一端与一个固定在所述第三支靠面22的台阶销可卡扣连接。

所述压块221可直接用于与所述高压涡轮导向叶片接触固定，为了避免所述压块221在旋转过程中与所述第二缘板端面的摩擦造成所述第二缘板端面损伤，所述压块221还可进一步设置一个通过螺栓连接的压板222，这样，当需要对所述高压涡轮导向叶片固定时，可先旋转所述压块221至与所述台阶销卡接后，再拧动螺栓使所述压板222与所述第二缘板端面接触压紧。

所述安装座201的底面可以设置为与所述第二测量面23平行，这样，当所述安装座201放置在水平面时，所述第二测量面23也呈水平，也就利于操作人员利用所述打表装置3进行测量。

因为所述第二安装边的特征点K3点和K4的尺寸关系仅与所述第一安装边的特征点K1和K2的位置相关，且在步骤B中已检测了所述第一安装边的尺寸精度，因此，在所述第二测具2的所述支靠块203上，可以不用提供像所述第一测具1的所述工艺球17那样必须与测量坐标系x-y-z的原点o位置一致的调测基准，而可以只提供如图9所示的在z轴上，与原点o具有一定距离的基准球26，即可实现对各型面即支靠销位置的校准。这样可大大简化所述支靠块203的结构复杂程度。

本发明所提供的高压涡轮导向叶片安装边测量方法，通过基于高压涡轮导向叶片的台阶面设定测量坐标系，并根据坐标转换提供特定的测具，从而把原有的复杂的计量检测简化为特征点和平面度同时检测的方式，在能够保障测量精度的前提下，大大提升了测量效率。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种高压涡轮导向叶片安装边测量方法，其特征在于，六个所述高压涡轮导向叶片最终用于组合形成高压涡轮组件，所述高压涡轮导向叶片的第一安装边为叶型叶盆一侧的安装边；第二安装边为叶型叶背一侧的安装边；第一缘板端面为叶型的排气边一侧的缘板端面；第二缘板端面为叶型的进气边一侧的缘板端面，所述高压涡轮导向叶片的叶片内缘弧面和外缘弧面在靠近所述第一缘板端面的一侧设置有在同一平面的台阶面。

所述高压涡轮组件和所述高压涡轮导向叶片的设计坐标系的定义为：

高压涡轮组件的旋转轴线作为X轴，高压涡轮组件的中分面与X轴的交点为理论原点，所述第一安装边所在的平面以及所述第二安装边所在的平面与X轴的夹角相同，对于所述高压涡轮导向叶片，在高压涡轮组件的中分面上的角平分线即为所述高压涡轮导向叶片的Z轴，Z轴的指向为从内缘弧面指向外缘弧面。

所述方法包括如下步骤，

步骤A，构建测量坐标系x-y-z，确定特征点参数，

x轴与高压涡轮件的旋转轴线重合，也就是与X轴重合，

x轴与所述台阶面所在的平面的交点为o点，

通过o点与所述高压涡轮导向叶片的Z轴平行且指向相同的线为z轴，

y轴为通过左手法则定义的轴线，

将所述第一安装边所在的平面设置为水平时，与与所述第一安装边所在的平面垂直的平面中，所述第一安装边所在的平面与所述第二安装边所在的平面分别投射显示为两条直线，这两条直线的夹角α的角平分线与z轴平行，

对于所述第一安装边，对应所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面分别选择K1点和K2点，

对于所述第二安装边，对应所述第一安装边的特征点K1和K2分别在所述叶片内缘弧面和所述叶片外缘弧面选择K3点和K4点，

K1点和K3点的连线与z轴垂直，K2点和K4点的连线与z轴垂直。

步骤B，提供一个第一测具用于所述第一安装边测量，

所述第一测具包括水平底面，一个第一倾斜支靠面以及一个第一水平测量面，所述水平底面与所述第一水平测量面平行，所述第一倾斜支靠面和所述水平底面的夹角与所述高压涡轮组件的所述理论切割面和所述X轴的夹角β相同，所述第一倾斜支靠面上设置有至少三个用于使所述高压涡轮导向叶片的第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面一致的定位销。

将所述高压涡轮导向叶片的所述第一缘板端面置于所述第一倾斜支靠面上后，所述第一安装边的理论平面与所述第一水平测量面重合，利用一个打表装置在所述第一水平测量面上移动，对所述第一安装边同时进行平面度和特征点(K1、K2)测量。

步骤C，当步骤B所测量的所述第一安装边尺寸合格后，提供一个第二测具用于所述第二安装边测量，

所述第二测具设置有一个用于与所述第一安装边接触支靠的第二支靠面、一个用于对所述第一缘板端面进行接触支靠的第三支靠面以及一个用于与所述第二安装边的理论平面重合的第二测量面，所述第二支靠面和所述第三支靠面的夹角与所述高压涡轮件的所述理论切割面和所述X轴的夹角相同，所述第二支靠面和所述第二测量面的夹角与所述第一安装边所在的平面和所述第二安装边所在的平面的夹角相同，所述第三支靠面可拆卸连接有用于夹紧所述高压涡轮导向叶片的压块，

当所述第一缘板端面置于所述第三支靠面上，且所述第一安装边与所述第二支靠面贴合时，所述第二安装边的理论平面即与所述第二测量面重合。

利用所述打表装置在所述第二测量面上移动，即可对所述第二安装边同时进行平面度和特征点(K3、K4)测量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，K1点和K2点与z轴的距离误差在±0.02mm的范围，且所述第一安装边的平面度在0.02mm的范围，则所述第一安装边满足精度要求。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，K3点与K1点之间的距离，以及K4点与K2点之间的距离误差在(0，-0.03)的范围，且所述第二安装边的平面度在0.02mm的范围，则所述第二安装边满足精度要求。