发动机压气机叶片型面检测技术探讨

　　摘要：压气发动机的叶片是发动机三大主要的发动机中的一个,其叶片数目众多且极为复杂,对于加工和制造来说是一个不小的技术考验。为了要解决这一设计难题,在对发动机叶片形状进行整体测量的设计过程中我们可以基于测量样板的方法理论来进行设计，从而完成对于发动机叶片的型状形面进行测量设计工作。通过正确使用测量方法，从而大大简化了叶片型测量操作难度。

　　引言

　　随着我国经济的快速发展以及科技的不断进步,我国不断加大了对于发动机的技术投入制造力度,在从事发动机的设计生产以及制造过程中,其发动机叶片的加工精度一般要求很高,且叶片需要进行曲面加工成型,因此加工制造产品难度极大。同时对风机叶片的精确测量也是会带来一定的技术难度。发动机的各个叶片型体形面较为复杂且叶片尺寸庞大,当发现发动机各个叶片的型体形面存在一定的精度误差后，直接影响发动机的正常使用运行效率与振度,从而容易使得发动机叶片无法正常进行工作,因此,通过设计开发制造相应的发动机上的叶片型体形面误差测具来对叶片的型体形进行精度测量检验是非常必要的。

　　一、发动机叶片型线检测的现状

　　在当今的发动机叶片表面检测过程中，往往根据检测所需的姿态对叶片进行固定，以便于以后的测量。在目前的叶片检测中，没有专门的叶片压紧固定装置，无法准确控制叶片检测过程中的夹紧固定力和叶片姿态调整，导致发动机叶片检测的效率和精度较低。其中，模板法是第一种应用于发动机叶片轮廓检测的方法。检测速度快、准确度高、操作方便。

　　二、发动机压气机叶片型线检测技术

　　发动机叶片形状复杂，加工难度大，多为复杂的空间曲面。在检测过程中，需要给出给定截面内的叶盆和叶片背面轮廓，以便进行测量。不同截面上叶盆和叶背的测量数据和轮廓点构成发动机叶片表面的叶盆轮廓和叶背轮廓。模板检测方法主要是检测发动机叶片上的轮廓。所使用的检测模板是根据发动机叶片上的设计理论轮廓设计制造的一套主板量具，能够很好地完成对发动机叶片上的叶片盆和叶片背面轮廓的对比测量。通过比较发动机叶片与测量工具，测量轮廓与测量工具之间的间隙，可以给出工件的误差值。由于不同的发动机叶片轮廓数据不同，不同的发动机叶片需要不同的测量工具。

　　（一）航空发动机叶片专用量具的设计制造准则

　　1.一种量具只能完成对于航空发动机叶片规定截面的测量; 2.由于是实物对比来完成对于航空发动机叶片的测量,因此对于航空发动机叶片测具的精度提供了更高的要求。在进行航空发动机叶片测具的制造过程中, 需要尽量制造出接近理想值的各截面型线的样板;3.所完成的航空发动机叶片测具需要满足操作简便且测量时不得对叶片的表面造成损伤与损坏。

　　三、发动机压力机叶片型线检测技术应注意的问题

　　（一）设计和制造中的注意事项

　　测量发动机叶片时，通常需要选择叶片榫作为主基准面。测量发动机叶片轮廓时，有必要沿叶片的每个方向分别测量对应于矢量的轮廓值点。每个截面是质点的中心，被测点以坐标点为原点，沿榫垂直于叶片榫的Z 轴垂直轴的方向分布，位于榫对称中心的轴与榫气动驱动轴之间形成固定空间的横向夹角。此时，我们只需特别注意叶片间距榫的横向拧紧和自动定位以及叶片间距横向挠度调整的效果。

　　（二）用样品测量法定位量具

　　在正确测量发动机测量工具的叶片模型截面的过程中，为了正确测量测量工具叶片模板中每个不同叶片截面的叶片轮廓测量工具，必须确保每个量具叶片模板上的测量边缘与待测量的叶片截面处于同一水平面上，这样可以同时实现叶片盆和叶片轮廓测量工具模板之间的正确横向定位。当需要对每个叶片进行水平测量时，每个叶片需要根据其产品质量的中心线位置进行不同水平的测量和安装。因此，只要根据所有测量模板截面水平位置的设计要求，将所有测量模板定位在同一测量平台位置即可。

　　（三）叶身型面样板注意要点

　　发动机上的叶片样板测具的测量样板标注设计器在制造中，我们需要特别注意对于叶片测量刃型面形线的确定,尽管发动机上的叶片样板测具型面形线的样板设计实体公差和携带的样板标注形式不同，同时需要确定叶型叶片测量器的样板标准型面形线的标注方式也不同,但其主要确定原则都是所采用的方法是根据叶片测具截面型面形线的最大值和实体公差状态值来作为叶片测量样板的标准型面形线,在实际的叶片测量中,为了能够便于进行数据处理，通常也都是对所需要获得型面误差值的测量角度大小进行精确考虑的,但是无论我们采用何种样板标注形式,且标注都指的是以叶片型面形线为叶片测具的样板标准线而用来对发动机上的叶片测具进行精准测量。

　　（四）影响发动机叶片测具精度的因素分析

　　发动机专用叶片质量测具精度是一种较为精密的精度量具,对于其影响测量量具精度的成本误差的直接影响因素主要指的是量具制造商的误差,在设计进行发动机专用叶片精度测具的测量设计开发制造工作过程中, 需要从影响测量量具精度与影响量具设计制造的成本经济性的多个因素方面综合出发。其中在叶片量具定位测量装置中的几个尺寸链所可能带来的测量误差也是直接影响量具测量结果精度的重要方面,仪器发动机测具叶片测量中的尺寸叶片测具定位测量装置中的尺寸链就是整个叶片测具中较为复杂的。而在样板截体尺寸链测量方面,以每个样板上的定位检测装置系统中的样板定位检测线和中心线为标准基点，与每个样板上的定位检测装置共同工作保，证每个样板准确地测量的叶型直线截面。

　　结语

　　在实际进行发动机叶片测具中,通过采用叶片测量榫头为测量的数据基准,从而将对于发动机叶片型平面测量系统中的一维空间角度测量数据转换而成为二维型平面测量,达到更加简化对于发动机叶片型平面测量的操作难度,且通过加装角度调整测量装置可以使得对于发动机叶片的型平面测量更为简单便捷,比较好的广泛应用于生产研制过程作业中的测量检测。

　　参考文献：

　　[1]陆佳艳,熊昌友,何小妹,马骊群,蔡薇.航空发动机叶片型面测量方法评述 [J].计测技术,2009,29(03):1-3+36.