一种涡轮盘榫齿倾角测算工装的测算方法技术

本发明专利技术涉及一种涡轮盘榫齿倾角测算工装的测算方法，涡轮盘榫齿倾角测算工装包括轮廓仪、涡轮盘夹具、夹具限位挡杆，轮廓仪包括轮廓仪基座和可移动的轮廓仪测针，夹具限位挡杆固定置于轮廓仪基座上，涡轮盘夹具的上方设置用于夹持涡轮盘的夹持槽，涡轮盘夹具的底端与夹具限位挡杆滑动配合，使用时涡轮盘立于夹持槽内使得待测涡轮盘的中心轴线与夹具限位挡杆平行，轮廓仪测针与夹具限位挡杆垂直设置使得轮廓仪测针的测头可伸入榫齿槽与榫齿的弧形顶面接触，量块与轮廓仪的精度都非常高，因此测得的数据精准可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮盘榫齿倾角测算工装的测算方法
本专利技术涉及涡轮盘测量
，特别是一种涡轮盘榫齿倾角测算工装及测算方法。
技术介绍
航空发动机用涡轮盘作为航空发动机的重要零件，涡轮盘1外圆周一般由近百组形状相同的榫齿槽构成，其常用的连接方式为枞树型，各榫齿槽11由多个大小不一的榫齿12组成，各榫齿12沿轴向为倾斜设置，轴向上的榫齿前端与榫齿后端之间的倾角一般为10°～20°，即榫齿前端沿径向的高度低于榫齿后端沿径向的高度，榫齿槽由榫齿拉刀加工获得，单个榫齿12的截面近似呈梯形，加工时主要是对前倾斜面13、后倾斜面14和弧形顶面15的加工，正是由于榫齿12倾斜设置，其装配后扣合紧实，因此榫齿前端与榫齿后端之间倾角的尺寸精度对后续的装配起着关键作用，因此涡轮盘上榫齿的倾角精度检测是判断其加工参数是否符合发动机性能要求的重要依据。中国专利申请公布号为CN106643596A的中国专利申请中，公开了一种涡轮盘榫槽测量用转接装置及测量系统，通过设计与涡轮盘上的榫槽配合的转接器榫头，将被测榫槽位置度转换到容易测量的转接装置上，即通过测量转接装置相对涡轮盘的位置度，间接测量涡轮盘榫槽位置度是否合格，上述设计结构复杂且为间接测量，精度较低；设计一种结构简单、精度较高的涡轮盘榫齿倾角测算工装及测算方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、精度较高的涡轮盘榫齿倾角测算工装及测算方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的涡轮盘榫齿倾角测算工装，包括轮廓仪、涡轮盘夹具、夹具限位挡杆，所述轮廓仪包括轮廓仪基座和可移动的轮廓仪测针，所述夹具限位挡杆固定置于所述轮廓仪基座上，所述涡轮盘夹具的上方设置用于夹持涡轮盘的夹持槽，所述涡轮盘夹具的底端与所述夹具限位挡杆滑动配合，使用时涡轮盘立于夹持槽内使得待测涡轮盘的中心轴线与夹具限位挡杆平行，轮廓仪测针与夹具限位挡杆垂直设置使得轮廓仪测针的测头可伸入榫齿槽与榫齿的弧形顶面接触。进一步，所述涡轮盘夹具包括夹具底座，所述夹具底座上设置左立撑、中立撑和右立撑，所述右立撑与中立撑之间形成夹持槽，所述左立撑与所述中立撑之间形成内凹槽，所述夹持槽的宽度与涡轮盘的轴向高度相适配，以使涡轮盘可立于夹持槽内。进一步，所述涡轮盘夹具还包括夹紧螺杆，所述中立撑、左立撑上设置与所述夹紧螺杆相适配的螺孔，以使涡轮盘置于夹持槽内时由夹紧螺杆顶紧固定。进一步，所述夹具限位挡杆包括一体设置的纵向挡杆和横向挡杆，以使所述夹具限位挡杆呈L型，所述夹具底座的一侧与所述纵向挡杆抵接，以使所述涡轮盘夹具可沿纵向挡杆移动。进一步，涡轮盘榫齿倾角测算工装还包括用于限定涡轮盘夹具轴向位移的量块，所述量块的尺寸不超过涡轮盘的轴向高度，所述量块可置于夹具底座与横向挡杆之间。上述涡轮盘榫齿倾角测算工装的测算方法，包括如下步骤：A、将涡轮盘立在夹持槽内，拧紧夹紧螺杆对涡轮盘进行限位。B、将涡轮盘夹具置于轮廓仪基座上，使得夹具底座的一侧紧靠纵向挡杆，夹具底座的尾端紧靠横向挡杆，且涡轮盘的中心轴线与纵向挡杆平行。C、启动轮廓仪使得轮廓仪测针与纵向挡杆垂直，将轮廓仪测针移动至轮廓仪测针沿横向挡杆方向伸入榫齿槽，由轮廓仪测针前端的测头与待测榫齿前端的弧形顶面接触，保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿径向移动轮廓仪测针使得测头在弧形顶面移动，以测得榫齿前端弧形顶面的轮廓ARC1。D、保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿纵向挡杆移动涡轮盘夹具使得量块置于涡轮盘夹具后端与横向挡杆之间，由涡轮盘夹具紧贴量块、量块紧贴横向挡杆，即涡轮盘在轴向上移动的距离为量块的尺寸，此时待测榫齿的后端置于轮廓仪测针处。E、沿横向挡杆方向移动轮廓仪测针使得轮廓仪测针伸入榫齿槽，由轮廓仪测针前端的测头与待测榫齿后端的弧形顶面接触，保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿横向挡杆方向移动轮廓仪测针使得测头在弧形顶面移动，以测得榫齿后端弧形顶面的轮廓ARC2。F、由轮廓仪选取出榫齿前端弧形顶面轮廓ARC1的高点P1、榫齿后端弧形顶面轮廓ARC2的高点P2，并计算出P1与P2之间的差值L1，该差值L1即为榫齿前端与榫齿后端之间在竖直方向上的高度差，量块的尺寸L2即为榫齿前端与榫齿后端之间在轴向上的长度差，根据L1、L2的反正切函数即可计算出榫齿前端与榫齿后端之间的倾斜角。专利技术的技术效果：（1）本专利技术的涡轮盘榫齿倾角测算工装，相对于现有技术，利用轮廓仪可进行精确绘制曲面轮廓的功能，同时通过移动涡轮盘夹具克服了轮廓仪测针无法同时在多个维度移动的缺陷，使得测头可精确对榫齿前端弧形顶面轮廓、榫齿后端弧形顶面轮廓进行测量，并利用轮廓仪可找出曲线高点的特性，计算出榫齿前端与榫齿后端之间在竖直方向上的高度差，再利用量块作为榫齿前端与榫齿后端之间在轴向上的长度差，两者结合即可计算出榫齿前端与榫齿后端之间的倾斜角，量块与轮廓仪的精度都非常高，因此测得的数据精准可靠；（2）采用涡轮盘夹具和纵向挡杆相配合，使得涡轮盘移动时进需要沿纵向挡杆滑动即可，移动方便，易于操作，可提高测量效率。附图说明下面结合说明书附图对本专利技术作进一步详细说明：图1是涡轮盘榫齿倾角测算工装测量榫齿前端时的立体结构示意图；图2是图1的正视图；图3是图1的俯视图；图4是图2中A区域的局部放大图；图5是涡轮盘榫齿倾角测算工装测量榫齿后端时的立体结构示意图；图6是图5的俯视图；图7是轮廓仪测出的榫齿前端弧形顶面轮廓ARC1、榫齿后端弧形顶面轮廓ARC2的示意图。图中：涡轮盘1，榫齿槽11，榫齿12，前倾斜面13，后倾斜面14，弧形顶面15，轮廓仪基座2，涡轮盘夹具3，左立撑31，中立撑32，右立撑33，内凹槽34，夹持槽35，夹具底座36，夹紧螺杆4，轮廓仪测杆5，轮廓仪测针51，测头52，夹具限位挡杆6，纵向挡杆61，横向挡杆62，量块7。具体实施方式实施例1本实施例的涡轮盘榫齿倾角测算工装，如图1至图6所示，包括轮廓仪、涡轮盘夹具3和夹具限位挡杆6，轮廓仪包括轮廓仪基座2和可移动的轮廓仪测针51，轮廓仪测针51的尾端由轮廓仪测杆5驱动其移动，轮廓仪测针51的前端设置测头52，具体可采用德国马尔公司的MarSurfXC2型轮廓仪，其测针分辨率可达到0.25um/175mm测杆，系统分辨率为0.04um，轮廓取点的距离为0.07um，可满足高精度测量的需要。轮廓仪基座2上固定设置一夹具限位挡杆6，该夹具限位挡杆6包括一体成型且相互垂直设置的纵向挡杆61和横向挡杆62，以使夹具限位挡杆6呈L型，以纵向挡杆61的延伸方向为Y轴，横向挡杆延伸方向62的为X轴，轮廓仪测针51的升降方向为Z轴。涡轮盘夹具3包括夹紧螺杆4和夹具底座36，夹具底座36上设置左立撑31、中立撑32和右立撑33，右立撑33与中立撑32之间形成夹持槽35，左立撑31与中立撑32之间形成内凹槽34，以使涡轮盘夹具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮盘榫齿倾角测算工装的测算方法，其特征在于，包括如下步骤：/nA、将涡轮盘立在夹持槽内，拧紧夹紧螺杆对涡轮盘进行限位；/nB、将涡轮盘夹具置于轮廓仪基座上，使得夹具底座的一侧紧靠纵向挡杆，夹具底座的尾端紧靠横向挡杆，且涡轮盘的中心轴线与纵向挡杆平行；/nC、启动轮廓仪使得轮廓仪测针与纵向挡杆垂直，将轮廓仪测针移动至轮廓仪测针沿横向挡杆方向伸入榫齿槽，由轮廓仪测针前端的测头与待测榫齿前端的弧形顶面接触，保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿径向移动轮廓仪测针使得测头在弧形顶面移动，以测得榫齿前端弧形顶面的轮廓ARC1；/nD、保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿纵向挡杆移动涡轮盘夹具使得量块置于涡轮盘夹具后端与横向挡杆之间，由涡轮盘夹具紧贴量块、量块紧贴横向挡杆，即涡轮盘在轴向上移动的距离为量块的尺寸，此时待测榫齿的后端置于轮廓仪测针处；/nE、沿横向挡杆方向移动轮廓仪测针使得轮廓仪测针伸入榫齿槽，由轮廓仪测针前端的测头与待测榫齿后端的弧形顶面接触，保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿横向挡杆方向移动轮廓仪测针使得测头在弧形顶面移动，以测得榫齿后端弧形顶面的轮廓ARC2；/nF、由轮廓仪选取出榫齿前端弧形顶面轮廓ARC1的高点P1、榫齿后端弧形顶面轮廓ARC2的高点P2，并计算出P1与P2之间的差值L1，该差值L1即为榫齿前端与榫齿后端之间在竖直方向上的高度差，量块的尺寸L2即为榫齿前端与榫齿后端之间在轴向上的长度差，根据L1、L2的反正切函数即可计算出榫齿前端与榫齿后端之间的倾斜角。/n...

【技术特征摘要】
1.一种涡轮盘榫齿倾角测算工装的测算方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将涡轮盘立在夹持槽内，拧紧夹紧螺杆对涡轮盘进行限位；
B、将涡轮盘夹具置于轮廓仪基座上，使得夹具底座的一侧紧靠纵向挡杆，夹具底座的尾端紧靠横向挡杆，且涡轮盘的中心轴线与纵向挡杆平行；
C、启动轮廓仪使得轮廓仪测针与纵向挡杆垂直，将轮廓仪测针移动至轮廓仪测针沿横向挡杆方向伸入榫齿槽，由轮廓仪测针前端的测头与待测榫齿前端的弧形顶面接触，保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿径向移动轮廓仪测针使得测头在弧形顶面移动，以测得榫齿前端弧形顶面的轮廓ARC1；
D、保持轮廓仪测针在涡轮盘轴向的位置不变，沿纵向挡杆移动涡轮盘夹具使得量块置于涡轮盘夹具后端与横向挡杆之间，由涡轮盘夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆先，
申请(专利权)人：中国航发常州兰翔机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32