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复杂薄壁叶片测量方法研究(二)

  3 阻尼台测量

  该叶片阻尼台上下表面由三维空间曲面组成,阻尼台毗邻面以及长边、短边空间角度错综复杂。在测量阻尼台上下表面轮廓度时,采用扫描曲面的方式进行测量,将实测值有数模进行对比,并直接将结论显示在数模中,便于叶片的返修,阻尼台表面偏差分析见图4。

  

  阻尼台长边、短边是圆弧形,在首次测量时直接在数模中找出最高点作为理论值对叶片阻尼台长、短边进行测量并与数模进行比对分析,但是在后期测量过程中发现,由于叶片的加工误差,如果只采1点并不能保证每次都能采到阻尼台长、短边的最高点,该部位为圆弧型,测量点稍微差一点,测量结论就会相差很多。最后经过反复实践发现,如果将坐标系旋转到与阻尼台长、短边平行的方向并进行扫描,在扫描点中找出最大值,用这种方法测量能准确的反映叶片的真实加工质量。

  对阻尼台扫描找高点如图5所示。叶片阻尼台毗邻面是一个由三次角度旋转形成的空间三维平面,阻尼台在叶片装配时起到环形支撑作用,当叶片组装在一起时,每个叶片阻尼台相互连接,相互支撑,发动机工作时,叶片高速运转,阻尼台减少叶片振动,作为装配尺寸,阻尼台毗邻面的尺寸要求非常严,在测量时,必须将该面旋转到设计图要求测量的方向,并要准确计算测量点的矢量,否则在测量时,探针的半径补偿会不准确,导致测量错误,为了准确测量阻尼台毗邻面的尺寸,先将坐标系沿Z轴方向旋转,再沿Y轴方向旋转,当坐标系X轴旋转到与阻尼台毗邻面法线方向一致时,可以沿坐标系X方向采点。如果有数模,只需要将叶片测量坐标系与数模坐标系保持一致,通过数模查找点的矢量,直接测量数模直接比对,避免三维旋转坐标系,测量精度和测量效率都很高。

  

  4 叶片振动问题解决

  由于该叶片很长,但是厚度很薄,装夹的时候只是在榫头进行固定,叶身向上是自由状态的,所以随着扫描高度的增加,叶片刚性减弱,叶片与测针之间发生共振现象,影响扫描的正常进行。测针振动状态下测量的曲线如图6所示。

  

  研究振动产生的原因发现,振动是一种特殊形式的运动,在这种运动过程中,机械系统将围绕其平衡位置往复运动,从运动学的观点看,机械振动是指机械系统的位移、速度、加速度在某值附近随时间的变化规律,机械系统之所以会产生振动是因为它本身具有质量和弹性,阻尼则使振动受到拟制,所以减少振动一方面要减少测针对叶片的接触力,另一方面要增加阻尼,消耗能量。

  在尝试了许多方法后,决定用加橡皮泥的方法增加阻尼,消耗能量,减少振动,测量叶盆时在叶背贴橡皮泥,在测量叶背时在叶盆贴橡皮泥,这种方法彻底解决了叶片的共振现象。叶片第一次贴橡皮泥部位如图7所示。

  

  


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