[发明专利]精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法

权利要求书

1.一种精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

在三坐标测量仪的测头上标定用于与涡轮叶片型面接触的标定点，标定点为A；

在涡轮叶片的预定型面高度的型面轮廓上任取一点作为标定点A对正找准定位的定位点，定位点为B；

调整测头高度并适应于定位点B位置处的型面矢量方向，使得测头标定点A与定位点B重合；

测头从定位点B位置沿着预定型面高度的型面轮廓行走一圈，并确保测头沿着预定型面高度的型面轮廓行走一圈时测头的标定点A始终贴合于轮廓线，获取预定型面高度的型面的实测三坐标测量数据值；

由于标定点A与三坐标测量获取的数据点位置之间的关系是已知的，因此能够通过该已知关系对实测三坐标测量数据值进行半径补偿，实测三坐标测量数据值经过半径补偿获取涡轮叶片的预定型面高度的型面的实际三坐标数据值；

当涡轮叶片的叶根截面相对于叶尖截面扭角大，而导致叶型纵向截面线倾角θ大，测量误差值δ随之增大，测量误差值δ由测头余弦半径补偿误差导致，此时通过在预定型面高度的型面上下对应高度位置找寻第一辅助测量型面与第二辅助测量型面，通过双线测量法获取对应于第一辅助测量型面和第二辅助测量型面上涡轮叶片的叶片型面倾角α，获取正确的余弦补偿值，从而修正预定型面高度的型面的实际三坐标数据值，获取精确的实际三坐标数据值；

当涡轮叶片的叶根截面相对于叶尖截面扭角大，而导致叶型纵向截面线倾角θ大，测量误差值δ随之增大，此时采用点触测量法进行测量时会受到测头余弦半径补偿误差的影响，而导致测量数据误差过大，无法满足精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量的精度要求，因此需要采用双线测量法进行测量以对测量产生的误差进行修正；

采用双线测量法，通过在预定型面高度的型面上下位置对应选取两个二维截面，只需要求出对应的二维截面上叶片型面的倾角α，即可得出正确的余弦补偿值，从而获取预定型面高度的型面尺寸的实际测量值。

2.根据权利要求1所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，

标定点A处于三坐标测量仪测量杆轴向相对的测点顶点，此时测点顶点与预定型面高度的型面轮廓重叠，

实测三坐标测量数据值通过测点半径进行半径补偿得到实际三坐标数据值。

3.根据权利要求1所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，

标定点A处于偏离三坐标测量仪测量杆轴向的非顶点位置，

标定点A与涡轮叶片的叶型纵向截面线倾角为θ，

实测三坐标测量数据值通过测点半径和倾角θ进行半径补偿得到涡轮叶片的预定型面高度的型面的实际三坐标数据值。

4.根据权利要求1所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，

预定型面高度为Z，取预定型面高度方向单位长度为1分别测量两型面高度下的型面轮廓，上下两型面高度分别为Z₁和Z₂；

型面高度Z₁和Z₂高度下二维平面上测点球心的水平值定位为y_(+0.5)和y_(-0.5)，则在预定型面高度下二维平面上测点球心的水平值为：

当单位长度1足够小，涡轮叶片轴向上曲线可以近似为直线，因此，

令Δy＝y_(+0.5)-y_(-0.5),则

根据上式可得：

测点圆心为O点，在三角形OAB中sinα＝cosθ

因此，

从而可得实际测量值为y-d。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，

测头包括测量杆和测量球，

测量球采用测量圆球或测量半球。

6.根据权利要求5所述的精密铸造涡轮叶片型面尺寸测量方法，其特征在于，

测量球采用氮化硅测球、氧化锆测球或红宝石测球。