大尺寸重型燃机叶片三坐标测量方法.pdf

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1、第3期NO.32016年9月DONGFANGTURBINESep.2016DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2016.03.011大尺寸重型燃机叶片三坐标测量方法张琼元，杨功显，赵代银，邓凉虹（东方汽轮机有限公司长寿命高温材料国家重点实验室，四川德阳，618000）摘要：由于重燃叶片尺寸大，且目前没有明确的测量基准，文章在一般的6点找正方法的基础上进行改进，增加了精建坐标系的过程。对两种找正方法进行对比，结果表明，精建坐标系更接近叶片的理论坐标系，在精建坐标系下进行尺寸检测，其测量的结果具有更高的可信度

2、和可重复性。关键词：重型燃机叶片，三坐标测量机，粗建坐标系，精建坐标系中图分类号：TB92文献标识码：A文章编号：1674-9987（2016）03-0046-04MeasurementofLargeHeavy-dutyGasTurbineBladebyUsingCoordinateMeasuringMachineZhangQiongyuan,YangGongxian,ZhaoDaiyin,DengLianghong（StateKeyLaboratoryofLong-LifeHighTemperatureMaterials，Dongfa

3、ngTurbineCo.,Ltd.,DeyangSichuan,618000）Abstract:Sincethesizeoftheheavy-dutygasturbinebladeislargeandatpresentthereisnospecificmeasurementbasis,anewmea⁃surementusingCMMwasproposed.Theordinarycoordinatesystemusingthemethodofsixpointsisimproved.Twomethodsarecom⁃paredanditin

4、dicatesthattherefinedcoordinatesystemismuchmoreclosetothetheorycoordinatesystem.Themeasurementresultwiththerefinedcoordinatesystemhashighercredibilityandrepeatability.Keywords:heavy-dutygasturbineblade,CMM,roughcoordinate,refinedcoordinate法，在压蜡、组模、浇注等工序中都存在一定的0引言变形、收缩，为了

5、有效地控制叶片制造的精度，生产出合格的产品，叶片的测量工作显得十分重重型燃机由于其效率高、排放低等优点，已要。成为最具市场应用前景的第三代动力机械。涡轮叶片尺寸的检测一直是叶片制造过程中面临叶片作为重型燃机的关键核心部件，其几何形状的难点之一。对于尚处于自主研发阶段的重型燃复杂，而且工作环境恶劣、转速快，对精度要求机叶片，工艺不同，其变形和收缩量也不同，难极高。重燃叶片采用无余量整体精密铸造的方以找到相对稳定的点、线、面作为测量基准，且作者简介：张琼元（1987－），男，硕士，毕业于清华大学材料科学与工程专业，现主要从事燃机叶片研发工作

6、。·46·第3期NO.32016年9月DONGFANGTURBINESep.2016由于其尺寸较大，综合变形也较大，使得其测量其平面度和表面精度不同，所以叶根大面不能作工作难度更大。目前，国内常用的叶片测量方法为找正的基准元素。对于叶顶，由于其尺寸很有标准样板法、白光三维扫描法、三坐标测量、小，变形较大，而且精铸工艺可能会造成叶顶出[1][2]工业CT以及激光测量等。其中，标准样板法操现夹砂、浇不足等现象，因此，叶顶也不能作为作简单，效率高，适用于批量生产现场，但是该找正的基准元素。方法主要依靠人工操作，测量误差较大，而且只能定性判断，

7、不能定量地表示变形大小。白光三维扫描仪受光学及投影装置的限制，只适用于测量尺寸较小、精度要求一般的板件。工业CT成本较高，对操作人员要求较高，难以在工厂广泛使用。激光测量速度快，操作方便，但其扫描精度稍差，而且由于蜡模表面非常光滑，在扫描前通图1某级重燃叶片示意图常需要在蜡模表面喷洒一层显像剂，以便探测到蜡模表面，且在扫描结束后再将显像剂用清水去综上，只能采用叶身和缘板作为找正的测量除，在这一过程中，会引起蜡模新的变形。元素。但由于叶身和缘板都是自由曲面，且本身三坐标测量具有精度高、测量方便、自动化也存在一定的变形，为了提高测量基准坐标

8、系的程度高等优点，适合叶片等复杂自由曲面零件的精度，需要进行2次找正：粗建坐标系和精建坐精密测量。随着计算机技术的发展，三坐标测量标系，具体步骤如下：机的功能也越来越丰富，可以根据用户的需要集（1）在叶身进