CN110567376B - 一种涡轮盘榫槽检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种涡轮盘榫槽检测方法，其能解决现有涡轮盘榫槽的检测方法无法检测斜榫槽的形状尺寸，并且在检测榫槽位置偏斜量时存在效率低，操作复杂，误差大的问题。榫槽形状尺寸检测是采用与涡轮盘材料相同的材料加工实验块，在涡轮盘正式件加工前后采用与加工斜榫槽相同的拉刀和加工参数在实验块上拉削直榫槽并检测；榫槽位置偏斜量检测是加工榫槽检测定位块，在涡轮盘的榫槽加工完成后，将榫槽检测定位块的榫头配合插入榫槽内，此时横向平面与零件定位面之间的偏斜量即为榫槽径向偏斜量；在零件定位面内做涡轮盘盘心与榫槽底部中点之间的连线，将此连线作为角向基准，则纵向平面与角向基准之间的偏斜量即为榫槽周向偏斜量。

Description

一种涡轮盘榫槽检测方法
技术领域
本发明涉及涡轮盘检测领域，具体为一种涡轮盘榫槽检测方法。
背景技术
涡轮盘是典型的航空结构零件，涡轮盘的周向上加工有榫槽。榫槽尺寸精度高，尺寸精度控制难度很大。目前涡轮盘榫槽的加工主要采用拉削加工方式，采用多把拉刀，将榫槽分多次、逐层去量的方式进行加工，最终通过成型拉刀拉削到位，成型拉刀用于保证榫槽的形状尺寸。根据拉削方向的不同，榫槽可分为直榫槽1和斜榫槽2，直榫槽是指拉削方向垂直于零件定位面M（即涡轮盘端面），如图1所示，图1中的拉削方向垂直于纸面方向；斜榫槽是指拉削方向K与零件定位面M存在一定角度，如图2所示。
涡轮盘榫槽的检测包括对榫槽形状尺寸的检测和榫槽位置偏斜量的检测，榫槽位置偏斜量包括榫槽周向偏斜量和榫槽径向偏斜量，上述检测的常用方法是三坐标检测法。对于榫槽形状尺寸的检测，是采用三坐标探针进行轮廓扫描，但轮廓扫描只适合扫描直榫槽，无法扫描斜榫槽。对于榫槽位置偏斜量的检测，是采用三坐标探针打点，构建平面，再通过计算机软件进行拟合计算出榫槽位置偏斜量，但此方法效率低，操作复杂，对三坐标操作人员技能要求高，也容易在检测中出现人为失误，导致测量结果不匹配。
发明内容
针对现有涡轮盘榫槽的检测方法无法检测斜榫槽的形状尺寸，并且在检测榫槽位置偏斜量时存在效率低，操作复杂，误差大的技术问题，本发明提供了一种涡轮盘榫槽检测方法，其能确保斜榫槽的形状尺寸符合要求，并且提高榫槽位置偏斜量的检测效率和检测精度，降低检测难度。
其技术方案是这样的：一种涡轮盘榫槽检测方法，其包括榫槽形状尺寸检测和榫槽位置偏斜量检测，其特征在于，
榫槽形状尺寸检测包括以下步骤：
步骤1、采用与涡轮盘材料相同的材料加工实验块，所述实验块为长方体或正方体结构，以所述实验块的其中一个侧面作为实验块定位面，在涡轮盘第一个斜榫槽拉削前以及最后一个斜榫槽拉削完成后，采用与加工所述斜榫槽相同的拉刀和加工参数，沿垂直于所述实验块定位面的方向分别在所述实验块上拉削榫槽；
步骤2、采用三坐标轮廓扫描或投影检测法对所述实验块上的两个榫槽的形状尺寸进行检测，如果所述实验块上的两个榫槽的检测结果均合格，则涡轮盘上所有斜榫槽的形状尺寸均合格；
榫槽位置偏斜量检测包括以下步骤：
步骤A、加工榫槽检测定位块，所述榫槽检测定位块为一端加工有榫头的长方体杆，所述长方体杆的沿长度方向的两个互相垂直的面分别为横向平面和纵向平面，所述榫头与涡轮盘上的榫槽相配合，且当涡轮盘上的榫槽位置无偏斜时，所述横向平面平行于涡轮盘的零件定位面；
步骤B、在涡轮盘的榫槽加工完成后，将榫槽检测定位块的榫头配合插入榫槽内，此时所述横向平面与所述零件定位面之间的偏斜量即为榫槽径向偏斜量；在所述零件定位面内做涡轮盘盘心与榫槽底部中点之间的连线，将此连线作为角向基准，则所述纵向平面与所述角向基准之间的偏斜量即为榫槽周向偏斜量。
其进一步特征在于：
步骤2中，三坐标轮廓扫描的方法为：在榫槽深度方向上间隔取三处，利用三坐标探针依次扫描该三处的榫槽轮廓，并分别出具尺寸检测报告，如果三个尺寸检测报告结构均合格，则该榫槽的形状尺寸合格。
步骤2中，投影检测法为：将所述实验块放置于光学投影仪台上，开启光学投影仪，在投影屏幕上摆正理论榫槽的50倍胶片放大图；拉上遮光帘，在暗室中调整所述实验块的投影焦距，使投影图像清晰，观察榫槽投影图像，判断榫槽实际轮廓线是否均位于胶片图公差带内，若不在，则表明榫槽形状尺寸超差。
步骤B中，所述横向平面与所述零件定位面之间的偏斜量的测量方法为：利用三坐标测量仪，在所述横向平面上，沿所述角向基准的延长线方向间隔100mm分别取两个点，该两个点相对于所述零件定位面的落差值即为榫槽径向偏斜量。
步骤B中，所述纵向平面与所述角向基准之间的偏斜量的测量方法为：利用三坐标测量仪，在所述纵向平面上间隔100mm分别取两个点，该两个点距离所述横向平面的垂直距离相同，该两个点相对于所述角向基准的落差值即为榫槽周向偏斜量。
本发明的有益效果是：
本发明的涡轮盘榫槽检测方法，在检测斜榫槽的形状尺寸时，借助于同涡轮盘材料一致的实验块，通过在实验块上拉削直榫槽，从而将不便于测量的斜榫槽形状尺寸转移到便于测量的直榫槽形状尺寸上，由于榫槽的形状尺寸是由成型拉刀保证的，因此只要在涡轮盘榫槽拉削前、后分别在实验块上拉削直榫槽，并且直榫槽形状尺寸均是合格的，那么涡轮盘上所有斜榫槽的形状尺寸也自然就是合格的，由于实验块上拉削的是直榫槽，因此便于利用三坐标检测，也便于利用投影检测，方便的实现了斜榫槽的形状尺寸检测，并且实验块结构简单，便于加工，成本也低；在检测榫槽位置偏斜量时，借助于榫槽检测定位块，将榫槽检测定位块的榫头插入涡轮盘榫槽内，针对图纸中要求的关于榫槽位置偏斜尺寸要求，转移到榫槽检测定位块上，分别测量榫槽检测定位块的横向平面与零件定位面之间的偏斜量、纵向平面与角向基准之间的偏斜量，即可得出榫槽径向偏斜量和榫槽周向偏斜量，无需再打点构建平面，可大大提高榫槽位置偏斜量的检测效率和检测精度，降低检测难度。
附图说明
图1为具有直榫槽的涡轮盘零件示意图；
图2为具有斜榫槽的涡轮盘零件示意图；
图3为本发明的实验块（已拉削一个榫槽）的结构示意图；
图4为本发明的采用三坐标轮廓扫描实验块上的榫槽的方式示意图；
图5为本发明的榫槽位置偏斜量的检测示意图；
图6为图5中G区域的放大图。
具体实施方式
见图1至图6，本发明的一种涡轮盘榫槽检测方法，其包括榫槽形状尺寸检测和榫槽位置偏斜量检测，其中，榫槽形状尺寸检测包括以下步骤：
步骤1、采用与涡轮盘材料相同的材料加工实验块3，实验块3为长方体或正方体结构，以实验块3的其中一个侧面作为实验块定位面4，在涡轮盘第一个斜榫槽拉削前以及最后一个斜榫槽拉削完成后，采用与加工斜榫槽相同的拉刀和加工参数，沿垂直于实验块定位面4的方向分别在实验块上拉削榫槽5；拉削实验块时，可将实验块装夹在涡轮盘拉削夹具上，涡轮盘拉削夹具属于常规夹具，实验块的装夹精度由涡轮盘拉削夹具保证，然后再将涡轮盘拉削夹具安装到机床上进行实验块拉削；
步骤2、采用三坐标轮廓扫描或投影检测法对实验块上的两个榫槽的形状尺寸进行检测，如果实验块上的两个榫槽的检测结果均合格，则涡轮盘上所有斜榫槽的形状尺寸均合格；三坐标轮廓扫描的方法为：在榫槽5深度方向上间隔取三处（如图4中榫槽5内的三条虚线所示），利用三坐标探针依次扫描该三处的榫槽轮廓，并分别出具尺寸检测报告，如果三个尺寸检测报告结构均合格，则该榫槽5的形状尺寸合格；投影检测法为：将实验块放置于光学投影仪台上，开启光学投影仪，在投影屏幕上摆正理论榫槽的50倍胶片放大图；拉上遮光帘，在暗室中调整实验块的投影焦距，使投影图像清晰，观察榫槽投影图像，判断榫槽实际轮廓线是否均位于胶片图公差带内，若不在，则表明榫槽形状尺寸超差；
榫槽位置偏斜量检测包括以下步骤：
步骤A、加工榫槽检测定位块6，榫槽检测定位块6为一端加工有榫头7的长方体杆，长方体杆的沿长度方向的两个互相垂直的面分别为横向平面8和纵向平面9，榫头7与涡轮盘上的榫槽相配合，且当涡轮盘上的榫槽位置无偏斜时，横向平面8平行于涡轮盘的零件定位面M；
步骤B、在涡轮盘的榫槽加工完成后，将榫槽检测定位块6的榫头7配合插入榫槽内，此时横向平面8与零件定位面M之间的偏斜量即为榫槽径向偏斜量；在零件定位面M内做涡轮盘盘心O与榫槽底部中点N之间的连线，将此连线作为角向基准H，则纵向平面9与角向基准H之间的偏斜量即为榫槽周向偏斜量；其中，横向平面8与零件定位面M之间的偏斜量的测量方法为：利用三坐标测量仪，在横向平面8上，沿角向基准H的延长线方向间隔100mm分别取两个点A、B，该A、B点相对于零件定位面M的落差值即为榫槽径向偏斜量，也就是说，如果榫槽无径向偏斜，则图6中，A点位置不变，与A点间隔100mm的E点应落在零件定位面M的平行面内，A、B点相对于零件定位面M的落差值也就是B、E两点之间的连线长度；纵向平面9与角向基准H之间的偏斜量的测量方法为：利用三坐标测量仪，在纵向平面9上间隔100mm分别取两个点C、D，C、D点距离横向平面8的垂直距离相同（即C、D点位于同一高度），该C、D点相对于角向基准H的落差值即为榫槽周向偏斜量，也就是说，如果榫槽无周向偏斜，则图6中，间隔100mm的C、F两点应落在角向基准H的平行线上，C、D点相对于角向基准H的落差值也就是D、F两点之间的连线长度。

Claims (5)

1.一种涡轮盘榫槽检测方法，其包括榫槽形状尺寸检测和榫槽位置偏斜量检测，其特征在于：
榫槽形状尺寸检测包括以下步骤：
步骤1、采用与涡轮盘材料相同的材料加工实验块，所述实验块为长方体或正方体结构，以所述实验块的其中一个侧面作为实验块定位面，在涡轮盘第一个斜榫槽拉削前以及最后一个斜榫槽拉削完成后，采用与加工所述斜榫槽相同的拉刀和加工参数，沿垂直于所述实验块定位面的方向分别在所述实验块上拉削榫槽；
步骤2、采用三坐标轮廓扫描或投影检测法对所述实验块上的两个榫槽的形状尺寸进行检测，如果所述实验块上的两个榫槽的检测结果均合格，则涡轮盘上所有斜榫槽的形状尺寸均合格；
榫槽位置偏斜量检测包括以下步骤：
步骤A、加工榫槽检测定位块，所述榫槽检测定位块为一端加工有榫头的长方体杆，所述长方体杆的沿长度方向的两个互相垂直的面分别为横向平面和纵向平面，所述榫头与涡轮盘上的榫槽相配合，且当涡轮盘上的榫槽位置无偏斜时，所述横向平面平行于涡轮盘的零件定位面；
步骤B、在涡轮盘的榫槽加工完成后，将榫槽检测定位块的榫头配合插入榫槽内，此时所述横向平面与所述零件定位面之间的偏斜量即为榫槽径向偏斜量；在所述零件定位面内做涡轮盘盘心与榫槽底部中点之间的连线，将此连线作为角向基准，则所述纵向平面与所述角向基准之间的偏斜量即为榫槽周向偏斜量。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮盘榫槽检测方法，其特征在于：步骤2中，三坐标轮廓扫描的方法为：在榫槽深度方向上间隔取三处，利用三坐标探针依次扫描该三处的榫槽轮廓，并分别出具尺寸检测报告，如果三个尺寸检测报告结构均合格，则该榫槽的形状尺寸合格。
3.根据权利要求1所述的一种涡轮盘榫槽检测方法，其特征在于：步骤2中，投影检测法为：将所述实验块放置于光学投影仪台上，开启光学投影仪，在投影屏幕上摆正理论榫槽的50倍胶片放大图；拉上遮光帘，在暗室中调整所述实验块的投影焦距，使投影图像清晰，观察榫槽投影图像，判断榫槽实际轮廓线是否均位于胶片图公差带内，若不在，则表明榫槽形状尺寸超差。
4.根据权利要求1所述的一种涡轮盘榫槽检测方法，其特征在于：步骤B中，所述横向平面与所述零件定位面之间的偏斜量的测量方法为：利用三坐标测量仪，在所述横向平面上，沿所述角向基准的延长线方向间隔100mm分别取两个点，该两个点相对于所述零件定位面的落差值即为榫槽径向偏斜量。
5.根据权利要求1所述的一种涡轮盘榫槽检测方法，其特征在于：步骤B中，所述纵向平面与所述角向基准之间的偏斜量的测量方法为：利用三坐标测量仪，在所述纵向平面上间隔100mm分别取两个点，该两个点距离所述横向平面的垂直距离相同，该两个点相对于所述角向基准的落差值即为榫槽周向偏斜量。
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