【摘要】：氣膜冷卻可有效提高航空發(fā)動機熱端部件的抗高溫蠕變能力,氣膜冷卻效率需要氣膜孔的幾何造型精度以及定位精度來保證。本文針對渦輪葉片氣膜孔加工過程中存在的孔定位精度不高與質(zhì)量不穩(wěn)問題,研究了渦輪葉片鑄造過程及氣膜孔加工過程中的誤差傳遞,優(yōu)化了渦輪葉片氣膜孔制造鏈誤差分析方法與氣膜孔形位參數(shù)修正方法,開發(fā)了氣膜孔精確定位軟件平臺,實現(xiàn)了檢測數(shù)據(jù)閉環(huán)的渦輪葉片氣膜孔加工系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容包括:1.使用光學(xué)三維掃描儀采集了渦輪葉片高精度點云數(shù)據(jù);對點云數(shù)據(jù)進行簡化,獲得高精度的點云模型;并對簡化的點云進行了特征提取。2.基于特征預(yù)配準(zhǔn)方法及SVD-ICP精確配準(zhǔn)方法,將葉片鑄件的測量模型與其設(shè)計模型進行精確配準(zhǔn),配準(zhǔn)平均誤差控制在0.01mm以內(nèi);基于誤差鏈分析將葉片鑄件測量模型與其設(shè)計模型之間的變形誤差及氣膜孔加工過程中的定位誤差進行綜合分析;實現(xiàn)了氣膜孔形位參數(shù)的修正。3.基于Visual C++建立氣膜孔精確定位軟件平臺,設(shè)計了模型預(yù)配準(zhǔn)模塊、模型精確配準(zhǔn)模塊、葉片壁厚分析模塊、葉片扭轉(zhuǎn)分析模塊、葉片截面參數(shù)分析模塊及氣膜孔定位模塊;實現(xiàn)了從葉片的模型導(dǎo)入、模型配準(zhǔn)到偏差分析、氣膜孔定位參數(shù)修正等功能。4.采用數(shù)值模擬對氣膜孔形位參數(shù)修正方法進行了驗證,計算所得的冷卻介質(zhì)流通面積誤差為0.45%,較好地滿足氣膜孔冷卻效率設(shè)計要求。采用小孔加工的方式對超快激光五軸加工平臺的定位精度進行實驗驗證,實測定位誤差小于±10μm,滿足加工精度要求。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V263
【圖文】：

氣膜冷卻技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。逡逑氣膜冷卻技術(shù)是指是在渦輪葉片前緣、葉身型面等３Ｄ曲面輪廓部位沿葉身逡逑方向呈線性排列的小孔，聯(lián)通葉身表面與葉片內(nèi)部空腔。如圖１．１所示。逡逑氣膜冷卻逡逑圖ｕ渦輪葉片氣膜孔逡逑１逡逑

第一章緒論過等離子體噴射等方式被迅速去除并帶走大部分能量，從產(chǎn)生較小熱影響。使得飛秒激光加工具有無材料選擇性、無、可實現(xiàn)極小化重鑄層、極小化微裂紋等特點。其極小的熱重鑄層、極小化微裂紋加工。圖１．４是不同脈寬激光在硅材看出隨著脈沖寬度的減小，小孔成形質(zhì)量明顯提高。逡逑Ｐ．邐Ｉ：邋■逡逑

投影在待測物體表面，規(guī)律的光柵影線在遇到不規(guī)則表面會發(fā)生不同的扭曲。這逡逑時分置于兩端的攝像頭會在不同的角度同時獲取測量部位的影像，通過分別調(diào)解逡逑變形的光柵影線，獲得待測物的三維坐標(biāo)信息［５Ｑ－５１］，原理如圖２．１所示。逡逑待測物逡逑Ｉ逡逑Ｘ邐：邐，一邋二－逡逑攝像頭１邐構(gòu)光娜裝置ｆ攝像頭２逡逑圖２．１基于結(jié)構(gòu)光法的三維掃描儀原理圖［５１］逡逑本文實例所采用的光學(xué)三維掃描儀為杭州先臨三維公司的０ｐｔｉｍＳｃａｎ－５Ｍ型逡逑結(jié)構(gòu)光三維掃描儀，掃描精度為0．00５ｍｍ，如圖２．２所示；該型掃描儀設(shè)計基于逡逑桌面級掃描儀的體積，便于攜帶到設(shè)備地點進行試驗，其中包含有自動轉(zhuǎn)臺以及逡逑標(biāo)定板，以及配套的點云拼接軟件，用戶從硬件的組裝，到軟件的安裝，掃描前逡逑的標(biāo)定，物體的３６０°掃描，點云的拼接一直到最后點云文件的保存以及導(dǎo)出全都逡逑可以經(jīng)過簡單的操作步驟完成，節(jié)省了大量的工作量，提升了掃描效率。同時，逡逑因為掃描軟件兼具掃描文件可視化功能，我們針對葉片的掃描效果可以采取不同逡逑１１逡逑

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本文編號：2745453