航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)制造中最為關(guān)鍵，也是技術(shù)最復(fù)雜、難度最高的部件之一枣肚，而透平葉片則是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中數(shù)量最多的零件。以典型的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為例僧少，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)由1級風(fēng)扇段丐鸽、13-14級壓氣機(jī)段和8-9級渦輪段組成，葉片總數(shù)可達(dá)數(shù)千片供撵；葉片高度從風(fēng)扇葉片的接近1000mm到最后級高壓壓氣機(jī)葉片的小于20mm郊男，差異極大。

對于加工和檢測來說蔗括，極大和極小兩種極端尺寸葉片無疑是更大的挑戰(zhàn)孵堪，它們對加工和檢測設(shè)備及方法都提出了更為嚴(yán)苛的要求撤防。本案例針對航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的一種典型極小葉片的檢測進(jìn)行了測試，驗(yàn)證了某種光學(xué)測量設(shè)備對于極小葉片葉型檢測的可行性與效果棒口，并與其它幾種檢測方案從理論上做了對比寄月。

[葉片實(shí)際照片]

測量難點(diǎn)

從上圖可以看到，該葉片整體高度約13mm无牵、葉型寬度約11mm漾肮、葉片中心處最大厚度約1mm，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片中最小的種類茎毁，尤其是葉片的邊緣部分厚度僅有約0.2mm克懊，給測量帶來了諸多難點(diǎn)：

- 首先，由于葉片尺寸太小充岛，給裝夾就帶來了非常大的困難保檐。裝夾部分太小容易造成夾持不穩(wěn)，但裝夾部分太大又會(huì)對測量造成干涉崔梗。

- 其次，如采用接觸式測量垒在，測針的選擇也是一個(gè)很大的難題蒜魄。對于此類極薄的葉片，如采用大測球會(huì)造成測量葉片前后緣時(shí)發(fā)生卡頓愚贩，且容易發(fā)生干涉盯辅；如采用小測球則容易產(chǎn)生半徑補(bǔ)償方向錯(cuò)誤并導(dǎo)致型線紊亂現(xiàn)象。

- 再者米搭，此類極薄葉片容易在測量頂部截面時(shí)趴鹰，在測量力的作用下造成輕微葉片彎曲（如下圖，測量葉盆時(shí)葉片受到測力影響朝葉背方向彎曲避纤，反之亦然）纠沉。雖然彎曲變形量不大，但是考慮到葉片本身極薄蜂棒，其相對變形量還是非巢砦恚可觀的，會(huì)對被測葉型的輪廓度與位置度都造成非常大的影響董株。

- 如果用光學(xué)測頭掃描該葉片黑乞，則必須要求有非常高的分辨率，在葉片曲率急劇變化的前后緣處要有密度足夠高的點(diǎn)覆蓋膛姊，以便真實(shí)還原葉片前后緣的形狀拟祖，才可準(zhǔn)確分析葉型相關(guān)參數(shù)。

首先擦酌，光學(xué)測頭對于物體表面狀態(tài)一般都有所要求俱诸，太過光亮或顏色過深的表面都會(huì)對反光造成負(fù)面影響菠劝。第二，由于葉片幾何形狀的特殊性乙埃，對于光學(xué)測頭的工作距離要有一定的要求闸英。某些種類的光學(xué)測頭雖然可以達(dá)到較高的測量精度，但它的工作距離非常近介袜，極易和葉片發(fā)生碰撞甫何；如果通過換鏡頭來得到較大的工作距離，又會(huì)明顯地降低測量精度遇伞。第三個(gè)需要關(guān)注的是表面入射角的范圍辙喂，在測量零件過程中，如果一直以法線方向去采點(diǎn)鸠珠，難免會(huì)碰到盲區(qū)巍耗，在這種情況下就需要改變?nèi)肷涔獾氖噶糠较颉Ｈ绻鈱W(xué)測頭的入射光允許角度范圍較小的話渐排，會(huì)給測量造成不便馆柬。

特別是在測量葉片前后緣時(shí)，由于實(shí)際葉片型線難免與理論模型存在形狀和/或位置偏差烤酌，導(dǎo)致根據(jù)理論模型設(shè)定的入射光方向無法與實(shí)際型線形成正交吻霎。如果測頭允許的入射光角度范圍越大，那該測頭對于光線的容錯(cuò)性就越好惫康；否則的話睹梢，入射光角度稍有偏差，測頭就無法接收到反射光信號赢瘦，造成測點(diǎn)缺失九窿。

CORE白光葉片測量系統(tǒng)是一種光學(xué)非接觸式點(diǎn)掃描測量設(shè)備，在硬件和軟件方面針對葉片測量做了專門的設(shè)計(jì)和優(yōu)化汇泰。CORE-DS的白光點(diǎn)測頭使用白光作為光源坦膘，相比接觸式測量具有更高的分辨率，其光點(diǎn)直徑大小僅為35μm珊求，能夠檢測到被測物體表面最微小的幾何特征與缺陷层攀，特別適合葉片進(jìn)氣邊與出氣邊的測量。CORE使用白光測頭進(jìn)行測量赃阀，能夠避免接觸式測頭在測量葉片過程中容易出現(xiàn)的測針半徑補(bǔ)償錯(cuò)誤霎肯，從而使得測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。相比其它光學(xué)測量設(shè)備榛斯，CORE-DS的白光測頭對物體表面的適用性很高观游，完全無需對物體表面做任何處理即可進(jìn)行測量，可以測量的物體包括高光亮表面、黑色表面甚至是鏡面物體懂缕，且可以做到光線與物體表面夾角低至5°允跑。

從測量結(jié)果來看，此葉片的最大厚度為0.7mm搪柑、最大弦長為11mm聋丝、排氣邊半徑僅有0.075mm。測試結(jié)果表明工碾，CORE具有測量極小葉片的能力弱睦，且相比接觸式測頭與其它光學(xué)測頭效果突出。

關(guān)于溫澤集團(tuán)　

德國溫澤集團(tuán)創(chuàng)立于1968年渊额，是世界領(lǐng)先的計(jì)量解決方案制造商况木，產(chǎn)品涵蓋三坐標(biāo)測量機(jī)，齒輪測量中心驶滚，工業(yè)CT靡勾，模具設(shè)計(jì)制造，高速測量和數(shù)字化系統(tǒng)以及逆向工程等領(lǐng)域换秧。公司為各行各業(yè)的客戶提供專業(yè)的產(chǎn)品及服務(wù)悦级。主要集中在汽車制造，航空航天辫航，機(jī)械工程祈岔，機(jī)電制造及其配套領(lǐng)域。溫澤今天已經(jīng)發(fā)展成為在全球范圍擁有16家子公司钙蕉，銷售及服務(wù)伙伴遍及50多個(gè)國家和地區(qū)的跨國集團(tuán)。

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（溫澤測量儀器(上海)有限公司）

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