[發(fā)明專利]葉片類零件裝配精度檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310143983.X | 申請日： | 2013-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN103245291A | 公開（公告）日： | 2013-08-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李柏;魏昂;艾鑫;劉永明;賈德潔;焦修勤;魯寧斌 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國船舶重工集團公司第十二研究所 |
| 主分類號： | G01B11/00 | 分類號： | G01B11/00;G01B11/26 |
| 代理公司： | 西安弘理專利事務所 61214 | 代理人： | 羅笛 |
| 地址： | 713102 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 葉片 零件 裝配 精度 檢測 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于曲面類零件裝配精度檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種葉片類零件裝配精度檢測方法。
背景技術(shù)
葉片為大型動力裝備中廣泛使用的零件。船用螺旋槳、汽輪機、航空發(fā)動機等大型動力裝備均屬于葉片式流體機械，它們具有相同的工作原理，通過裝有葉片的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，流體在葉片所組成的流道中通過，將各種形式的能量與機械能相互轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)子作為完成能量轉(zhuǎn)換的核心部件，其上葉片的安裝精度直接影響著流道形狀，進而決定了整套系統(tǒng)的工作性能。
以組合式船用螺旋槳推進器轉(zhuǎn)子為例。如圖1所示，其主要由兩部分組成葉片1和槳轂2。多個葉片通過自身安裝基準：導向柱1-3和定位卡槽1-3-1通過裝配孔2-1安裝于槳轂上組成轉(zhuǎn)子。如圖1所示：葉片工作面由空間曲面葉面1-1和葉背1-2組成，而葉片的裝配精度指的是葉片工作面與設(shè)計位置間的偏差。現(xiàn)行葉片裝配精度的檢測方法皆采用間接的測量方式，以葉片一部分特征為測量目標，檢測其與理論位置間的偏差來表征整個葉片的裝配精度。這種檢測方式，由于所測量部分的面積有限，無法完整真實的表征葉片工作面的裝配精度，測量精度較低。而且，若存在制造誤差和葉片工作面變形等因素時，被測量部分與葉片工作面產(chǎn)生位置偏差，該種方法已無法用于檢測葉片的安裝精度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種葉片類零件裝配精度檢測方法，解決了現(xiàn)有方法由于采用間接的測量方式，以葉片部分特征為測量目標，無法完整真實的表征整個葉片的裝配精度，致使測量精度較低的問題。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，葉片類零件裝配精度檢測方法，具體操作步驟如下：
步驟一，采集裝配前的各葉片工作曲面數(shù)據(jù)，計算平均偏差值；
步驟二，建立葉片轉(zhuǎn)子的實際坐標系；
步驟三，采集裝配后的各葉片工作曲面的數(shù)據(jù)；
步驟四，計算葉片裝配偏差數(shù)據(jù)；
步驟五，確定葉片裝配位置偏差值和葉片裝配角度偏差值。
本發(fā)明的特點還在于：
上述步驟一包括：
（1）使用激光測量設(shè)備對未裝配的每個葉片上下工作曲面進行掃描，采集工作面上各點的實際空間坐標，采集點數(shù)平均500～1500點/cm2。
（2）將所采集的每個葉片的實際空間坐標數(shù)據(jù)及葉片標準三維模型導入至三維檢測軟件，以葉片測量點的實際空間坐標數(shù)據(jù)為測量目標，以葉片三維模型中上下工作曲面為參考基準，采用偏差最小值對齊方式對齊數(shù)據(jù)和標準三維模型，計算葉片工作面上各點的實際空間位置與標準三維模型間的平均偏差值бe初始。
偏差最小值對齊方式為不斷變換測量點的實際數(shù)據(jù)的坐標系，當所有測量點與三維模型曲面間平均偏差達到最小值時即認為變換完成。
上述步驟二包括建立與轉(zhuǎn)子三維模型的理論坐標系“X，Y，Z，O”相對應的實際坐標系“X1，Y1，Z1，O1”，其具體步驟如下：
（1）將未裝有葉片的槳輪固定后，通過激光測量設(shè)備打點測量槳轂端面、中心軸孔及裝配孔的數(shù)據(jù)點；
（2）對槳轂端面上的數(shù)據(jù)進行擬合得到基準“X1，Y1”平面；
（3）對中心軸孔測得的數(shù)據(jù)向步驟二中（2）步中擬合出的“X1，Y1”平面進行投影，對投影點數(shù)據(jù)進行圓擬合，圓心即為坐標系原點O1；
（4）對裝配孔上的數(shù)據(jù)進行圓柱擬合，擬合出軸心線，將該中心線投影至基準“X1，Y1”平面上，過原點O1做一條指向裝配孔并與投影線平行的直線“O1，X1”，直線“O1，X1”所指方向即為坐標系的X1軸方向；過原點O1做直線“O1，X1”的垂線“O1，Y1”，其為坐標系的Y1軸方向，過原點O1做垂直于基準“X1，Y1”平面的直線“O1，Z1”，其為坐標系Z1軸方向；坐標系“X1，Y1，Z1，O1”為建立起來的實際坐標系。
上述步驟三為將所有葉片裝配于槳轂上，以裝配孔上裝配的葉片為第一個葉片，通過使用激光測量設(shè)備，依次采集到各葉片的上下工作曲面的測量點數(shù)據(jù)，采集點數(shù)平均500～1500點/cm2，所采集到的數(shù)據(jù)以同一葉片為一組的原則依次保存。
上述步驟四包括：
（1）將步驟三中第一組葉片測量點數(shù)據(jù)與步驟二中建立起的實際坐標系數(shù)據(jù)導入至三維檢測軟件，并將兩組數(shù)據(jù)合并為一組。
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