一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法技术

本发明专利技术公开了一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，包括以下步骤：步骤一、将被测叶轮固定，选好三坐标机器测头测量角度并校准备用；步骤二、将被测叶轮的三维模型导入三坐标机器内，建立基准坐标系；步骤三、提取内子午线、外子午线的截面曲线并生成理论数据文件；步骤四、利用空间曲线加工选取内子午流道线和外子午流道线并生成刀位文件数据点及矢量，同时将刀位数据点及矢量转换成实际数据文件；步骤五、利用测量机形状分析系统，读入内、外子午流道线理论数据文件和实际数据文件，绘制误差图，测量内子午线、外子午线的线轮廓度，对空间的叶轮内、外子午线在两维的子午面上与理论曲线拟合评价，完成线轮廓度的测量。完成线轮廓度的测量。完成线轮廓度的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法


[0001]本专利技术涉及叶轮测量方法
，具体为一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法。

技术介绍

[0002]叶轮作为发动机的关键部件，其制造质量直接影响发动机的空气动力性能和机械效率，随着我国工业的快速发展,对发动机性能的要求和叶轮的加工精度要求越来越高, 叶轮的加工精度受加工工艺路线、加工参数、机床及刀具精度的影响，如图1所示，整体叶轮曲面都是由不可展直纹面和自由面构成，为了提高叶轮精度，都会对叶轮进行检测，因此，叶轮的检测成为控制发动机质量的重要环节。
[0003]如图2所示，在叶轮轴面投影图中，叶轮叶片形成的流道称子午流道；子午流道的两道边界曲线叫子午线，其中上端的叫外子午线，下端的叫内子午线，它们是叶轮上任意一点通过旋转投影法投影到同一子午面所形成，且叶轮的内、外子午线是叶轮的重要尺寸线，因此叶轮内、外子午线的测量和评价是本领域技术人员急需解决的问题。
[0004]目前,常用的叶轮内、外子午线的测量和评价检验方法主要有以下两种：1、三坐标测量点坐标分析法，采用三坐标测量取点，利用点的误差判定内、外子午线的线轮廓度形位公差合格否，该方法需要取多个点测量才能够提高检测精度，且不同的取点会对零件的测量精度有影响；2、使用四轴联动三坐标的叶轮测量模块测量和专用的评价软件分析，成本很高。因此，为了提高对叶轮测量的精度、降低测量成本，提出了一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，基于叶轮内、外子午线是叶轮上任意一点通过旋转投影法投影到同一子午面所形成的特点，通过在三坐标上利用圆柱坐标系统测量叶轮，使用直角坐标系统读入圆柱坐标的测量值与理论数据进行比较，使空间的叶轮内、外子午线在两维的子午面上与理论曲线拟合评价，完成线轮廓度的测量，从而根据拟合曲线对加工设备进行调试，提高后续生产的叶轮精度。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，包括以下步骤：S1、将被测叶轮固定，使叶轮不能转动，同时选好三坐标机器测头测量角度并校准备用；S2、将被测叶轮的三维模型导入三坐标机器内，建立基准坐标系；S3、根据导入的三维模型，提取内子午线、外子午线的截面曲线并生成理论数据文件；S4、利用加工单元中空间曲线加工，选取内子午流道线和外子午流道线并生成刀位文件数据点及矢量，同时将内子午流道线和外子午流道线投影生成新的曲线并转换成实
际数据文件；S5、利用测量机形状分析系统，分别读入内、外子午线的理论数据文件和内、外子午流道线转换成的实际数据文件，根据参数绘制误差图，测量内子午线、外子午线的线轮廓度。
[0007]为了将被测叶轮固定，防止被测叶轮转动，所述S1中还包括一种叶轮测量装置，所述一种叶轮测量装置包括底座，所述底座呈凸字形，所述底座的两侧面向外延伸有两个条形的底板，所述底板上分别连接有第一螺杆和第二螺杆用于支撑叶轮两侧的叶片防止其转动，所述底座上还固定有台阶轴，所述叶轮套接在台阶轴上。
[0008]所述S2中，建立基准坐标系，以被测叶轮孔轴线找正Z轴方向及X、Y轴0点，孔端面设定Z轴0点，大叶片根部两端点之中点找正角向，迭代确定Y轴。
[0009]所述S4中，将刀位数据点及矢量转换成实际数据文件的步骤如下：S41、先将内、外子午流道线形成的直角坐标点及矢量转化为圆柱坐标及矢量；S42、关闭测头半径补偿，将圆柱坐标及矢量以曲面测量的形式导入，再设置合适的参数模拟碰撞检查，碰撞检查完毕且无误后，导入三坐标机器进行测量，完毕后以圆柱坐标格式导出测量数据；S43、最后在直角坐标系统下读入以圆柱坐标格式导出的内、外子午流道线测量数据，分别形成聚合线投影到YZ工作平面，向内偏置测头等效半径形成新的曲线并输出文件，该文件即为实际数据文件。
[0010]所述S41中，利用公式x=ρcosθ,y=ρsinθ,y/x=tanθ,x
²
＋y
²
=ρ
²
，将直角坐标及矢量转换成圆柱坐标格式。
[0011]所述S5中，误差图包括左右两侧的上下公差带线和中间的理论线，中间的不规则曲线即为实际测量线。
[0012]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：基于叶轮内、外子午线是叶轮上任意一点通过旋转投影法投影到同一子午面所形成的特点，在叶轮的子午面选取理论曲线生成理论数据，在三坐标上利用圆柱坐标系统测量叶轮，使用直角坐标系统读入圆柱坐标的测量值与理论数据进行比较，使空间的叶轮内、外子午线在两维的子午面上与理论曲线拟合评价，相对于现有的两种分析法，提高了检测的精准度，降低了检测成本。
附图说明
[0013]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的叶轮三维模型示意图；图2是本专利技术的叶轮的子午流道线示意图；图3是本专利技术的一种叶轮测量装置的结构示意图；图4是本专利技术的叶轮数模结构示意图；图5是本专利技术的误差图示意图；图6是本专利技术叶轮的基准坐标系示意图；图7是本专利技术叶轮的内、外子午流道线的测量路径示意图；图中：1、内子午线；2、外子午线；3、内子午流道线；4、外子午流道线；5、叶轮；6、台
阶轴；7、第一螺杆；8、第二螺杆；9、底座；10、底板。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例
[0015]本专利技术提供技术方案：一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，包括以下步骤：S1、利用一种叶轮测量装置将被测叶轮5固定，使叶轮5不能转动，同时选好三坐标机器测头测量角度并校准备用；S2、将被测叶轮5的三维模型导入三坐标机器内，建立基准坐标系；如图4所示，S3、根据导入的三维模型，利用叶轮的子午面提取内子午线1、外子午线2的截面曲线并分别生成理论数据文件W1.NOM、N1.NOM；S4、利用加工单元中空间曲线加工，选取内子午流道线3和外子午流道线4并生成刀位文件数据点及矢量，同时将内子午流道线3和外子午流道线4投影生成新的曲线并转换成实际数据文件；S5、利用测量机形状分析系统，分别读入内子午线1、外子午线2的理论数据文件和内、外子午流道线3、4转换的实际数据文件，根据参数分别绘制内子午流道线3和外子午流道线4的误差图，测量内子午线1、外子午线2的线轮廓度，根据误差图直观的观察出加工时的偏差，从而对相应的加工设备进行参数调整，进一步提高叶轮的加工精度。
[0016]如图3所示，S1中还包括一种叶轮测量装置，一种叶轮测量装置包括底座9，底座9呈凸字形，底座9的两侧面向外延伸有两个条形的底板10，两个底板10位于同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、将被测叶轮固定，使叶轮不能转动，同时选好三坐标机器测头测量角度并校准备用；S2、将被测叶轮的三维模型导入三坐标机器内，建立基准坐标系；S3、根据导入的三维模型，提取内子午线、外子午线的截面曲线并生成理论数据文件；S4、利用加工单元中空间曲线加工，选取内子午流道线和外子午流道线并生成刀位文件数据点及矢量，同时将内子午流道线和外子午流道线投影生成新的曲线并转换成实际数据文件；S5、利用测量机形状分析系统，分别读入内、外子午线的理论数据文件和内、外子午流道线转换成的实际数据文件，根据参数绘制误差图，测量内子午线、外子午线的线轮廓度。2.根据权利要求1所述的一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，其特征在于：所述S1中还包括一种叶轮测量装置，所述一种叶轮测量装置包括底座，所述底座呈凸字形，所述底座的两侧面向外延伸有两个条形的底板，所述底板上分别连接有第一螺杆和第二螺杆用于支撑叶轮两侧的叶片防止其转动，所述底座上还固定有台阶轴，所述叶轮套接在台阶轴上。3.根据权利要求1所述的一种叶轮内、外子午线的测量和评价方法，其特征在于：所述S2中，建立基准坐标系，以被测叶轮孔轴线找正Z轴方向及X、Y轴0点，孔端面设...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆先，徐海，童华海，
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：