隨著航空工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展和進步,在航空發(fā)動機零件生產(chǎn)過程中需要進行小角度圓弧零件的精密測試。例如在零件生產(chǎn)過程中需要很多的大型工裝或者夾具,這些工裝或者夾具上有時會有圓弧段較短半徑較大的圓形基準,這些基準需要通過三坐標來測量其半徑的大小,甚至有時候需要定位缺失圓的圓心,相對于其他測量基準的位置,有時還需要測量兩個缺失圓的同心度。雖然人們不斷進行著測量系統(tǒng)精度的提高與測試軟件的開發(fā),昂貴的投入僅僅取得了有限的效果。本文針對小角度圓弧零件的半徑測量和圓心定位等問題,開展基于三坐標測量機的有效測量方法的研究,以期為小角度圓弧零件測量提供新的檢測途徑和精度評估方法。本文首先對小角度圓弧零件測量方法及其在國內(nèi)外的應用情況進行綜述,然后根據(jù)四-八級靜止葉片T型板的實際測量需求分析,深入研究典型基于三坐標測量機的測量方法,分析了測量精度、測量不確定度以及它們的適用范圍,針對典型測量方法,如弓高弦長法、掃描數(shù)據(jù)擬合法、半徑確定的坐標系平移法等方法進行了理論分析和數(shù)學模型的構(gòu)建。其次在理論的指導下進行實驗驗證,確定了標準環(huán)規(guī)等精度較高的圓弧形狀實驗件,制定實驗進行的步驟以及順序,然后根據(jù)不同的測量方法處理相應的實驗數(shù)據(jù),并對各種方法進行系統(tǒng)的分析和對比,指出在特定條件下應該使用哪一種方法,給實際的生產(chǎn)應用提供理論的指導。在此基礎上,為了滿足四-八級靜止葉片T型板的測量精度需求,提出了各種測量方法組合使用的綜合測量方案,提升實際應用中小角度圓弧零件的測量精度。最后,將研究結(jié)果應用于渦輪風扇發(fā)動機的四級-八級靜止葉片的生產(chǎn)以及裝配過程中,解決生產(chǎn)現(xiàn)場的尺寸以及形狀誤差檢測難題,同時也保證了裝配的可靠性,縮短了四級-八級靜止葉片T型板加工周期以及整個四級-八級靜止葉片扇形段的裝配周期。研究結(jié)果對渦輪風扇發(fā)動機的四級-八級靜止葉片扇形段的生產(chǎn)以及裝配過程都有非常重要的意義。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V263.13
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 測量技術(shù)及三坐標測量機發(fā)展狀況
        1.2.2 小角度圓弧零件計量技術(shù)現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
    1.4 論文的主要構(gòu)成
    1.5 本章小結(jié)
2 航空發(fā)動機高壓四級-八級靜止葉片扇形段的加工和裝配過程中的測量需求分析
    2.1 四級-八級靜止葉片扇形段的加工和裝配情況
    2.2 四級-八級靜止葉片扇形段的加工和裝配過程介紹
        2.2.1 四級-八級靜止葉片扇形段的組成
        2.2.2 四級-八級靜止葉片T型板的現(xiàn)行測量方法和測量問題
    2.3 測量需求的分析與測量方案的精度評估
    2.4 本章小結(jié)
3 小角度圓弧零件的半徑測量和圓心定位方法研究
    3.1 測量方法的數(shù)學模型
        3.1.1 弓高弦長法
        3.1.2 掃描數(shù)據(jù)擬合法
        3.1.3 半徑確定的坐標系平移法
    3.2 各種測量方法的誤差分析
        3.2.1 弓高弦長法的測量誤差分析
        3.2.2 掃描數(shù)據(jù)擬合法和半徑確定的坐標系平移法的誤差分析
    3.3 測量方法的研究及其步驟
        3.3.1 弓高弦長法實驗步驟
        3.3.2 最小二乘擬合法實驗步驟
        3.3.3 固定半徑擬合法實驗步驟
        3.3.4 最小間隔擬合法實驗步驟
        3.3.5 最大內(nèi)切擬合法實驗步驟
        3.3.6 最小外接擬合法實驗步驟
        3.3.7 半徑確定的坐標系平移法實驗步驟
    3.4 小角度圓弧零件的半徑測量和圓心定位實驗數(shù)據(jù)驗證及對比分析
        3.4.1 同一測量方法下弧度的不同對測量精度的影響規(guī)律
        3.4.2 不同測量方法的互補性
        3.4.3 相同計量方法下三坐標精度對計量結(jié)果的影響分析
        3.4.4 超高精度三坐標測量條件下的測量方法數(shù)據(jù)對比分析
    3.5 本章小結(jié)
4 航空發(fā)動機四級-八級靜止葉片扇形段的測量解決方案
    4.1 測量方案簡介
    4.2 T型板的基于弦高法-固定半徑擬合法的組合測量方法
        4.2.1 測量設備的選擇
        4.2.2 測量零件的選擇
        4.2.3 測量方法的選擇
        4.2.4 測量結(jié)果分析
        4.2.5 測量方法的特點
    4.3 本章小結(jié)
5 小角度圓弧測量方法測量結(jié)果的不確定度分析
    5.1 測量不確定度誤差來源
    5.2 標準測量不確定度評定方法
    5.3 測量不確定度分析評定
        5.3.1 弓高弦長法測量不確定度評定
        5.3.2 掃描數(shù)據(jù)擬合法和半徑確定的坐標系平移法的測量不確定度評定
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊慶;李勇;莫貴疆;謝福兵;;預置理論圓心坐標法精密測量短圓弧零部件[J];機械管理開發(fā);2014年06期

2 楊曉民;張偉濤;陳濤;李天寶;郭佳;;大半徑小圓弧測量方法分析[J];工業(yè)計量;2014年03期

3 張輝;張俊超;黃瓊?cè)A;魏于昆;;弓高弦長法測量非整圓半徑的方法[J];計量技術(shù);2012年12期

4 張毅;彭艷芳;;一種短圓弧半徑的測量方法[J];計量技術(shù);2012年02期

5 劉振寧;陳君;;弓高弦長法測量直徑的誤差分析及其最佳測量方案的確定[J];中國科技信息;2011年10期

6 劉興富;;坐標變換在大半徑短圓弧精密測量中的應用[J];制造技術(shù)與機床;2010年12期

7 朱嘉;李醒飛;譚文斌;向紅標;陳誠;;基于圓心約束最小二乘圓擬合的短圓弧測量[J];光學精密工程;2009年10期

8 房兵紅;;三坐標測量機測量圓弧的誤差分析[J];電子測試;2009年02期

9 杜存飛;王康為;;大半徑小圓弧測量方法及誤差分析[J];科技信息(科學教研);2008年22期

10 張振友;李明;金鋼;顧旭瑩;;精密坐標測量中小段圓弧的一種評價方法[J];機械制造;2008年02期

本文編號：2832537