为解决空心涡轮叶片上气膜孔的孔径和分布位置的测量难题,在机器视觉测量与多轴运动控制的基础上,设计并搭建一套非接触式的气膜孔五轴视觉测量系统。该系统由三坐标测量机、双轴位置转台、工业视觉测头和叶片专用夹具等组成,具有3个直线自由度和2个转动自由度。在测量过程中,利用双轴位置转台实现被测叶片的转位,并通过三坐标测量机的运动实现工业视觉测头的移动,使工业视觉测头对焦于气膜孔的出口表面并采集其清晰图像。通过图像处理等步骤,获取被测气膜孔的几何尺寸和空间位置参数。为验证该系统的实用性和有效性,分别测量被测空心涡轮叶片上某一列气膜孔的孔径和孔中心坐标。实验结果表明:该测量系统能够完成气膜孔的孔径和孔中心坐标的检测任务,并且重复性精度指标满足使用要求。

航空发动机的涡轮叶片作为动力产生的主心脏,具有“弯”、“宽”、“掠”、“扭”、“薄”的特点,为了保证发动机的机能平稳性,常在叶片上设计微小气膜冷却孔结构以保证涡轮发动机的进口温度平衡。然而针对这种复杂直纹面上的微小孔加工在传统钻削加工与特种电化学加工中目前主要存在着加工效率低以及质量精度差的问题。为了解决减材制造复杂型面上的微小孔加工技术问题,提出了一种基于增材制造特性的带气膜孔叶片快速成型工艺方法。从增材制造的材料成型特性入手,建立快速成型中各阶段的成型工艺参数与成型质量间的作用关系,并结合多目标函数优化法利用Matlab软件实现成型工艺参数的最优化。实验结果表明,该方法只需传统减材制造的1/5周期即可快速成型出综合精度达IT8,且表面粗糙度在3μm以下的制件,因此该技术的研究对实现复杂...

航空发动机叶片在高温燃气中高速旋转,承受气体负荷、质量负荷和热负荷,工作环境恶劣.在高温区工作的时片叶身上有气膜孔,高温气流通过气膜孔在叶身表面形成快速流动的低温气膜,隔离高温燃气,对叶片起冷却保护作用.气膜孔加工极易产生再铸层,再铸层质量对叶片工作的可靠性和寿命影响很大.