燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具及气膜孔的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具及测量方法，辅助夹具用于在测量燃气涡轮一级导向叶片时辅助定位，辅助夹具包括用于装夹燃气涡轮一级导向叶片的支撑盘和用于夹持燃气涡轮一级导向叶片的夹柄。支撑盘包括一平整的顶面以及燃气涡轮一级导向叶片的外缘板贴合的端面，夹柄的一端连接于端面的相对面。一方面辅助夹具作为装夹工具，将燃气涡轮一级导向叶片引入复合式光学坐标机中。另一方面，夹柄指示燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴中心，便于复合式光学坐标机找燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴中心建立坐标系，辅助复合式光学坐标机进行定位。上述辅助夹具使得燃气涡轮一级导向叶片定位容易，便于确定坐标系，测量更为方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机领域，特别地，涉及一种燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具。此夕卜，本专利技术还涉及一种采用上述燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具的燃气涡轮一级导向叶片的气膜孔的测量方法。
技术介绍
燃气涡轮一级导向叶片在工作中承受着燃烧后高温高压燃气的冲击，其燃烧温度会超过叶片材料的熔点。为了保证燃气涡轮一级导向叶片在超过材料熔点下还能正常工作，必须依靠气膜冷却技术。气膜冷却技术的主要结构特点就是在燃气涡轮一级导向叶片前缘及叶身等部位设计大量的气膜孔(也叫冷却孔)，孔径微小且空间位置及角度复杂。由于燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的特殊结构，国内发动机行业一直在寻求着测量气膜孔几何参数的最佳方案。燃气涡轮一级导向叶片多为复杂曲面，在测量时不容易确定坐标系。叶片结构的形状位置与尺寸是以积叠轴为基准设计的，包括气膜孔角度、内腔结构，但积叠轴中心难以直接确定，只有通过叶片上其它尺寸转换，从而造成定位基准复杂，目前只能通过三坐标测量装置来检测该叶片尺寸是否符合图纸要求。而燃气涡轮一级导向叶片气膜孔结构复杂，孔径微小，且带有空间位置和角度。如果单独借助三坐标机的接触测头，在测量微小形状时会有干涉，就算使用圆柱塞规间接测量，由于测力的影响也无法达到图纸测量精度要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具及测量方法，以解决燃气涡轮一级导向叶片测量坐标系难以确定、微小气膜孔测量不便的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下:本专利技术一方面提供了一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具，用于在测量燃气涡轮一级导向叶片时辅助定位，辅助夹具包括用于装夹燃气涡轮一级导向叶片的支撑盘和用于夹持燃气涡轮一级导向叶片的夹柄。支撑盘包括一平整的顶面以及燃气涡轮一级导向叶片的外缘板贴合的端面，夹柄的一端连接于端面的相对面。进一步地，端面为与外缘板配合的圆弧端面。支撑盘还设有两个与燃气涡轮一级导向叶片的定位孔配合固定的定位销。进一步地，两个定位销的轴心与积叠轴中心的距离相等。本专利技术另一方面提供了采用复合式光学坐标机对燃气涡轮一级导向叶片的气膜孔进行测量，包括以下步骤:用圆柱塞规测量气膜孔的直径，并将对应直径的圆柱塞规插入气膜孔中。将插有圆柱塞规的燃气涡轮一级导向叶片装夹在上述辅助夹具上，并将辅助夹具的夹柄装夹在复合式光学坐标机的B转台上；使用复合式光学坐标机的接触测头采集辅助夹具的基准参数，并以基准参数建立夹具坐标系。根据辅助夹具的基准和燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴的关系，将夹具坐标系变换得到叶片测量坐标系。使用复合式光学坐标机的光学测头对气膜孔中的圆柱塞规进行测量，得到气膜孔在叶片测量坐标系下的轴心线位置和角度。进一步地，燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的测量方法还包括:校准接触测头和光学测头，并将接触测头和光学测头进行位置关联以得到二者的位置关系。依次校准C转台和B转台，对C转台在0°、45°、90°、135°、180°五个位置进行校准，对B转台在180°、225°、270°、315°、360°五个位置进行校准。进一步地，使用复合式光学坐标机的接触测头采集辅助夹具的基准参数，并以基准参数建立夹具坐标系包括:使用接触测头对辅助夹具的基准以减少测力的模式进行手动测量，并根据手动测量结果运用3-2-1法建立夹具初始坐标系。使用接触测头对辅助夹具的基准进行自动测量，根据自动测量的结果运用3-2-1法建立精确的夹具坐标系，自动测量的路径点数大于手动测量的路径点数。进一步地，将辅助夹具的夹柄装夹在B转台上的操作和使用接触测头采集辅助夹具的基准参数的操作之间还包括:在测量前将支撑盘调平使之平行于复合式光学坐标机的工作台。进一步地，使用光学测头对气膜孔中的圆柱塞规轴线位置和角度进行测量具体包括:使圆柱塞规相对复合式光学坐标机的工作台调平。使用光学测头对气膜孔中的圆柱塞规轴线位置和角度进行测量。进一步地，使圆柱塞规相对复合式光学坐标机的工作台调平具体为:根据气膜孔与经过燃气涡轮一级导向叶片积叠轴且平行于支撑盘的顶面之间的理论投影角旋转B转台，使得气膜孔中的圆柱塞规相对复合式光学坐标机的工作台基本平行。进一步地，接触测头所用传感器类型为TP200。本专利技术具有以下有益效果:辅助夹具包括支撑盘和夹柄，燃气涡轮一级导向叶片装夹在支撑盘上并通过夹柄夹持在复合式坐标光学机的转台上。一方面辅助夹具作为装夹工具，将燃气涡轮一级导向叶片引入复合式光学坐标机中。另一方面，夹柄指示燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴中心，便于复合式光学坐标机找燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴中心建立坐标系，辅助复合式光学坐标机进行定位。上述辅助夹具使得燃气涡轮一级导向叶片定位容易，便于确定坐标系，测量更为方便。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。【附图说明】构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1是本专利技术优选实施例的辅助夹具装夹燃气涡轮一级导向叶片的示意图；图2是本专利技术优选实施例的辅助夹具装夹燃气涡轮一级导向叶片的另一视角示意图。附图标记说明:100、夹柄;200、支撑盘;210、端面;220、顶面;300、定位销;400、外缘板；500、气膜孔；600、圆柱塞规。【具体实施方式】以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。燃气涡轮一级导向叶片的形状位置与尺寸是以积叠轴为基准设计的，包括气膜孔角度、内腔结构，但积叠轴中心难以直接确定，只有通过叶片上其它尺寸转换，从而造成定位基准复杂，目前只能通过复合式光学坐标机来检测该叶片尺寸是否符合图纸要求。而燃气涡轮一级导向叶片气膜孔结构复杂，孔径微小，且带有空间位置和角度。如果单独借助三坐标机的接触测头，在测量微小形状时会有干涉，即使用圆柱塞规间接测量，由于测力的影响也无法达到图纸测量精度要求。为了实现燃气燃气涡轮一级导向叶片气膜孔尺寸的测量，本专利技术设计了一套专用的测量定位夹具，通过利用复合式光学坐标机的B、C转台，并且将其接触测头与光学测头相结合，解决了测量叶片气膜孔的难题，实现了燃气燃气涡轮一级导向叶片气膜孔测量时的装夹、找正以及气膜孔的空间位置和角度。参照图1，本专利技术的优选实施例提供了一种燃气涡轮一级导向叶片的辅助夹具，用于在测量燃气涡轮一级导向叶片时辅助定位，辅助夹具包括用于装夹燃气涡轮一级导向叶片的支撑盘200和用于指示燃气涡轮一级导向叶片的积叠轴的夹柄100。支撑盘200包括一平整的顶面220以及燃气涡轮一级导向叶片的外缘板400贴合的端面当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气涡轮一级导向叶片气膜孔的辅助夹具，用于在测量燃气涡轮一级导向叶片时辅助定位，其特征在于，所述辅助夹具包括用于装夹所述燃气涡轮一级导向叶片的支撑盘(200)和用于夹持所述燃气涡轮一级导向叶片的夹柄(100)；所述支撑盘(200)包括一平整的顶面(220)以及所述燃气涡轮一级导向叶片的外缘板(400)贴合的端面(210)，所述夹柄(100)的一端连接于所述端面(210)的相对面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈芳，林建辉，
申请(专利权)人：中国南方航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43