一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法技术

本发明专利技术属于航空传动轴零件技术领域，公开了一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，包括：确定膜盘的测量基准；将膜盘使用测量夹具定位；确定三坐标测量机测头直径；根据三坐标测量机的功能选择按等步长测量或者按理论坐标点测量膜盘型面轮廓；对得到的测量数据进行拟合，并评价测量结果，实现对钛合金薄壁膜盘腹板处轮廓精度和厚度的准确测量，并满足航空用传动轴批量生产的要求。足航空用传动轴批量生产的要求。足航空用传动轴批量生产的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法


[0001]本专利技术属于航空传动轴零件
，尤其涉及一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法。

技术介绍

[0002]航空用传动轴的钛合金薄壁膜盘是传动轴上最薄的零件，是传动轴在工况下调整角度误差、对中误差而发生变形的主要零件，因此其腹板处的型面轮廓设计成特殊的曲线，轮廓精度要求很高，由于钛合金薄壁膜盘直径大、壁厚薄，测量过程存在很大的变形和震颤。另外，钛合金薄壁膜盘腹板处还有厚度精度要求，需要在轮廓精度测量的同时评价腹板厚度变化。
[0003]由于钛合金薄壁膜盘处于研发阶段，没有成熟可靠的测量和结果评价方法，通常的测量方法无法满足要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题：本专利技术提供一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，针对钛合金薄壁膜盘易变形的特点，针对测量基准建立、测量定位方式、测量要求设计可有效反映膜盘腹板处轮廓度的测量方法；并对测量设备、测头进行相应的规定，形成可靠的测量结果，实现对钛合金薄壁膜盘腹板处轮廓精度和厚度的准确测量，并满足航空用传动轴批量生产的要求。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，所述方法包括：
[0007]步骤一：确定膜盘的测量基准；
[0008]步骤二：将膜盘使用测量夹具定位；
[0009]步骤三：确定三坐标测量机测头直径；
[0010]步骤四：根据三坐标测量机的功能选择按等步长测量或者按理论坐标点测量膜盘型面轮廓；
[0011]步骤五：对步骤四得到的测量数据进行拟合，并评价测量结果。
[0012]本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：
[0013](1)步骤一，确定膜盘的测量基准，具体为：
[0014]膜盘的测量基准与膜盘型面轮廓理论坐标的基准保持一致，Y方向的测量基准为膜盘内孔轴线，X方向的测量基准为距离膜盘基准平面1.5mm的位置。
[0015](2)步骤二，将膜盘使用测量夹具定位，具体为：在进行三坐标测量装夹时，膜盘轴心线平行于三坐标测量仪工作台，膜盘的外边缘端面平面要有支撑。
[0016](3)步骤三具体为：
[0017](a)三坐标测量机测头直径要小于膜盘腹板两侧型面的所有过渡圆角的半径或圆弧的曲率半径；
[0018](b)三坐标测量机测头的测力选择0.2N～0.3N的范围。
[0019](4)步骤四具体为：
[0020](a)对于有扫描功能的三坐标测量机，按照等步长对膜盘的腹板型面1和腹板型面2进行扫描测量，步长设置为0.1mm；
[0021](b)对于没有扫描功能的三坐标测量机，按照理论坐标点对膜盘的腹板型面1和腹板型面2进行扫描测量。
[0022](5)对膜盘的腹板型面1和腹板型面2进行扫描测量时：
[0023]测量轨迹选取腹板上均布的多个截面，并对每个截面测量位置进行顺序标记，腹板型面1和腹板型面2两侧的测量轨迹应在相同的角度上进行对称测量。
[0024](6)步骤五具体为：
[0025](a)从三坐标测量机导出测量数据，形成X
‑
Y坐标的数据形式；
[0026](b)采用有拟合精度控制和拟合阶数控制的样条曲线拟合功能的软件，设定拟合精度≤0.001，拟合阶数在3
‑
4阶，得到拟合后的轮廓曲线；
[0027](c)判断拟合后的轮廓曲线与误差上限曲线、误差下限曲线的相对位置判定膜盘型面轮廓是否合格。
[0028](7)步骤(c)具体为：
[0029]若拟合后的轮廓曲线在误差上限曲线和误差下限曲线范围内，则判定膜盘型面轮廓为合格；
[0030]若拟合后的轮廓曲线局部超出误差上限曲线和误差下限曲线的范围，则需要对测量数据进行判定；若仅为不连续的测量点超出误差上限曲线和误差下限曲线的范围，则是由于膜盘表面不清洁造成的测量不准确，需要清理膜盘表面后重新测量；若为的连续的至少5个测量点超出误差上限曲线和误差下限曲线的范围，则判定为膜盘型面轮廓不合格。
[0031]本专利技术形成了一整套钛合金薄壁膜盘的测量和测量结果评价方法，针对钛合金薄壁膜盘的特点研发测量过程中的装夹定位、基准选择、测量方法、测量结果评价等方法，大幅减少了测量误差的影响，提高了测量精度。另外，测量结果评价效率提升50％以上，并可直观的判断超差位置，可对工艺优化、加工程序改进等方面提供可靠的依据，并满足航空用传动轴批量生产的要求。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例提供的膜盘定位方式示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例提供的测量基准选择示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例提供的测量位置示意图；
[0035]图4为本专利技术实施例提供的膜盘过渡圆弧示意图；
[0036]图5为本专利技术实施例提供的拟合后测量结果评价示意图；
[0037]图6为本专利技术实施例提供的测量方法流程示意图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图对本专利技术技术方案进行详细说明。
[0039]以某型直升机传动系统动力轴的钛合金薄壁膜盘为例，测量操作过程如下：
[0040]步骤一：确定测量基准
[0041]步骤二：检查并使用纸或毛刷清理钛合金薄壁膜盘表面，保证定位面无多余物。
[0042]步骤三：将钛合金薄壁膜盘使用专用测量夹具定位，膜盘轴心线必须平行于三坐标测量仪工作台。
[0043]步骤四：根据膜盘腹板两侧型面的所有过渡圆角的半径或圆弧的曲率半径确定测头直径，例如该膜盘的过渡圆角最小为R1.5mm，因此可选择φ1mm的测头，保证其测力在0.2～0.3N。
[0044]步骤五：根据测量机功能选择按等步长测量或者按理论坐标点测量，依据测量要求编制自动测量程序。
[0045]步骤六：对钛合金薄壁膜盘的两侧腹板型面进行测量
[0046]步骤七：数据坐标数据并进行拟合，评价测量结果。
[0047]测量操作流程如图6。
[0048](1)测量的装夹定位方法
[0049]钛合金薄壁膜盘(以下称膜盘)在进行三坐标测量装夹时，膜盘轴心线必须平行于三坐标测量仪工作台，避免水平放置时由于定位方式不当造成的膜盘变形。膜盘的外边缘端面平面要有可靠、均匀的支撑，并且不能引起不必要的变形，定位方式见图1。
[0050](2)测量基准选择
[0051]测量基准与型面轮廓理论坐标的基准保持一致，消除测量与设计基准不重合带来的误差，Y方向的基准为内孔φD轴线，X方向为及距离基准平面B1.5mm的位置，因此测量基准选择内孔基准A和基准平面B，测量基准见图2。
[0052](3)测量方法
[0053]1)对于有扫描功能的三坐标测量设备，按照等步长对膜盘的腹板型面1和腹板型面2进行扫描测量，步长取设置为0.1mm。
[0054]2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：确定膜盘的测量基准；步骤二：将膜盘使用测量夹具定位；步骤三：确定三坐标测量机测头直径；步骤四：根据三坐标测量机的功能选择按等步长测量或者按理论坐标点测量膜盘型面轮廓；步骤五：对步骤四得到的测量数据进行拟合，并评价测量结果。2.根据权利要求1所述的一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，其特征在于，步骤一，确定膜盘的测量基准，具体为：膜盘的测量基准与膜盘型面轮廓理论坐标的基准保持一致，Y方向的测量基准为膜盘内孔轴线，X方向的测量基准为距离膜盘基准平面1.5mm的位置。3.根据权利要求1所述的一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，其特征在于，步骤二，将膜盘使用测量夹具定位，具体为：在进行三坐标测量装夹时，膜盘轴心线平行于三坐标测量仪工作台，膜盘的外边缘端面平面要有支撑。4.根据权利要求1所述的一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，其特征在于，步骤三具体为：(a)三坐标测量机测头直径要小于膜盘腹板两侧型面的所有过渡圆角的半径或圆弧的曲率半径；(b)三坐标测量机测头的测力选择0.2N～0.3N的范围。5.根据权利要求1所述的一种大厚径比钛合金薄壁膜盘型面轮廓测量方法，其特征在于，步骤四具体为：(a)对于有扫描功能的三坐标测量机，按照等步长对膜盘的腹板型面1和腹板型面2进行扫描测量，步长设置为0.1mm；(b)对于没有扫描功能的三坐标测量机，按照理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长清，冯吉存，关云超，雷鸣宇，刘金慧，王山城，董鹏，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：