一种涡轮导向叶片焊接定位方法技术

本申请属于航空发动机生产技术领域，为一种涡轮导向叶片焊接定位方法，在对涡轮导向叶片进行焊接定位时，通过建立三维直角坐标系，测量等圆柱切面半径下的相邻两组叶片之间的最小距离，而后找到叶片对应最小距离处的理论测量点，再找到等圆柱切面半径下尾缘处的理论测量点，再找到理论测量点对应的辅助定位点，完成理论计算；进行叶片的实际定位与调整时，通过辅助定位点找到叶片的实际测量点，而后通过对比理论测量点与实际测量点之间的两个距离差值，从而能够进行有效的坐标定位和坐标系校核；利用矢量定位法，解决了实际叶片定位时由于叶片铸造偏差无法在叶片外型面上找到对应的理论测量点所导致的定位误差大的问题，提高定位准确度。高定位准确度。高定位准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮导向叶片焊接定位方法


[0001]本申请属于航空发动机生产
，特别涉及一种涡轮导向叶片焊接定位方法。

技术介绍

[0002]在进行涡轮导向叶片的铸造时，为了减少铸造难度，涡轮导向叶片往往采用单个叶片铸造，两个或三个叶片焊接成组的方式进行加工。
[0003]目前叶片铸造一般采用六点定位的方法进行坐标系的建立。即在叶片上选取六点来确定叶片的六个自由度，定位点一般设置在叶身与缘板流道表面，然后采用逐次逼近法，通过不断迭代来找正这六个定位点，从而建立起坐标系。将叶片焊接成组时，一般沿用六点定位方法设计工装夹具或使用三坐标测量机定位。
[0004]由于叶片型面往往铸造偏差较大，需要打磨；叶片表面存在较多需要机加的位置，其尺寸均留有裕量，采用六点定位误差较大。且由于实际叶片尾缘经常会被打磨，而叶片的喉道面积作为影响性能的关键尺寸往往位于尾缘，因此采用六点定位不易保证此尺寸。综上，六点定位仅可被作为一种粗定位方式。
[0005]另外由于铸造误差，理论坐标点很难同实际坐标点完全重合，使用三坐标测量机或工装夹具测量位于实际叶片的给定坐标点时，往往会带来误差。
[0006]因此如何更准确地对涡轮导向叶片焊接成组前进行定位、校核是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]本申请的目的是提供了一种涡轮导向叶片焊接定位方法，以解决现有技术中采用六点定位方法对涡轮叶片进行定位时误差较大的问题。
[0008]本申请的技术方案是：一种涡轮导向叶片焊接定位方法，包括：建立直角坐标系，其中X轴为发动机轴线，Z轴为叶片的径向方向；获取叶片在直角坐标系上不同位置处的圆柱切面半径r，建立k组不同圆柱切面半径r下的圆柱切面，使用等r值下的圆柱切面切割叶片，得到圆柱切面与叶片外型面的k组交线；测量等r值下的相邻两组叶片之间的最小距离W
i
，i＝1～k，获取最小距离所在直线与相邻两组叶片交线的交点，记为点A
i
、点B
i
，在等r值叶片交线的尾缘位置确定理论测量点C
i
，并选取A
i
、B
i
点所在直线的辅助定位点D
i
、E
i
，测量点C
i
的辅助定位点F
i
；将需要焊接成组的叶片进行初步定位；利用三坐标测量机确定辅助定位点D
i
、E
i
、F
i
，利用辅助定位点的矢量方向确定叶片实际测量点；根据实际测量点计算铸造后的等r值下的坐标定位距离，根据距离差值调整叶片坐标系和相邻两组叶片之间的相对位置；检查是否满足设计要求，如果满足则合格，如不满足则调整叶片坐标系和相邻两组叶片之间的相对位置，直至满足要求。
[0009]作为一种具体实施方式，所述辅助定位点的选取方法为：在线段A
i
B
i
上选取辅助定
位点E
i
、F
i
，选取同点C
i
位于叶片外型面同一侧的点记为点D
i
，保证
[0010]作为一种具体实施方式，λ
e
＝0.2～0.45；λ
f
＝0.55～0.8；λ
d
＝0.2～0.8。
[0011]作为一种具体实施方式，对需要焊接成组的所述叶片的初步定位方法为：通过六点定位系统确定坐标系，将机加后的叶片缘板周向接触面进行周向接触、轴向对齐，叶片缘板流道面进行径向对齐。
[0012]作为一种具体实施方式，所述理论测量点C
i
的确定方法为：过点B
i
，以为法向量建立平面β
i
；获取等r值叶片交线的尾缘位置距离平面β
i
最大的点，记为点C
i
，计算点C
i
到平面β
i
的距离记为S
i
，
[0013]作为一种具体实施方式，所述叶片实际测量点A
′
i
、B
′
i
、C
′
i
的确定方法为：测量E
i
、F
i
所在直线同叶片外型面的交点，分别记为点A
′
i
、B
′
i
；测量过点D
i
沿方向的直线同与叶片外型面的交点，记为点C
′
i
。
[0014]作为一种具体实施方式，所述叶片坐标系与相邻两组叶片之间相对位置的调整方法为：确定点A、点B理论与实际的距离差值d
wi
＝|W
i
′‑
W
i
|；确定点C与过B点的法向量平面的理论与实际的距离差值d
si
＝|S
′
i
‑
S
i
|；按照来调整坐标系，按照来调整两个叶片之间的相对位置。
[0015]作为一种具体实施方式，所述叶片定位误差的设计要求为：d
wi
≤0.15、d
si
≤0.2。
[0016]本申请为一种涡轮导向叶片焊接定位方法，在对涡轮导向叶片进行焊接定位时，通过建立三维直角坐标系，测量等圆柱切面半径下的相邻两组叶片之间的最小距离，而后找到叶片对应最小距离处的理论测量点，而后找到等圆柱切面半径下尾缘处的理论测量点，再找到理论测量点对应的辅助定位点，完成理论计算；进行叶片的实际定位与调整时，通过辅助定位点找到叶片的实际测量点，而后通过对比理论测量点与实际测量点之间的两个距离差值，从而能够进行有效的坐标定位和坐标系校核；利用矢量定位法，能够通过辅助定位点同理论测量点的对应关系，准确找到实际测量点，解决了实际叶片定位时由于叶片铸造偏差无法在叶片外型面上找到对应的理论测量点所导致的定位误差大的问题，提高定位准确度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0018]图1为本申请整体流程示意图；
[0019]图2为本申请直角坐标系结构示意图；
[0020]图3为本申请叶片单个窗口测量点示意图。
具体实施方式
[0021]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0022]一种涡轮导向叶片焊接定位方法，如图1所示，包括理论数值计算和叶片的实际定位与调整两大步骤，具体为：
[0023]1、叶片的理论数值计算
[0024]如图2所示，步骤S100，定义理论叶片的直角坐标系为(X、Y、Z)，其中X轴为发动机轴线，Z轴为叶片的径向方向；
[0025]获取叶片在直角坐标系上不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮导向叶片焊接定位方法，其特征在于，包括：建立直角坐标系，其中X轴为发动机轴线，Z轴为叶片的径向方向；获取叶片在直角坐标系上不同位置处的圆柱切面半径r，建立k组不同圆柱切面半径r下的圆柱切面，使用等r值下的圆柱切面切割叶片，得到圆柱切面与叶片外型面的k组交线；测量等r值下的相邻两组叶片之间的最小距离W
i
，i＝1～k，获取最小距离所在直线与相邻两组叶片交线的交点，记为点A
i
、点B
i
，在等r值叶片交线的尾缘位置确定理论测量点C
i
，并选取A
i
、B
i
点所在直线的辅助定位点D
i
、E
i
，测量点C
i
的辅助定位点F
i
；将需要焊接成组的叶片进行初步定位；利用三坐标测量机确定辅助定位点D
i
、E
i
、F
i
，利用辅助定位点的矢量方向确定叶片实际测量点；根据实际测量点计算铸造后的等r值下的坐标定位距离，根据距离差值调整叶片坐标系和相邻两组叶片之间的相对位置；检查是否满足设计要求，如果满足则合格，如不满足则调整叶片坐标系和相邻两组叶片之间的相对位置，直至满足要求。2.如权利要求1所述的涡轮导向叶片焊接定位方法，其特征在于，所述辅助定位点的选取方法为：在线段A
i
B
i
上选取辅助定位点E
i
、F
i
，选取同点C
i
位于叶片外型面同一侧的点记为点D
i
，保证，保证3.如权利要求2所述的涡轮导向叶片焊接定位方法，其特征在于，λ
e
＝0.2～0.45；λ
f
＝0.55～0.8；λ
d
＝0.2～0.8。4.如权利要求1所述的涡轮导向叶片焊接定位方法，其特征在于，对需要焊接成组的所述叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈云凤，崔兴，张志强，陶一鸾，徐景亮，孙传石，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：