航空发动机解决方案

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航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”,其零部件对精度、可靠性和一致性的要求达到了极致。CMM作为高精度的几何量测量工具,是其质量控制体系中不可或缺的核心环节。

一个完整的航空发动机CMM测量解决方案,是一个集超高精度硬件、专业软件、定制化工装、严格流程和专家知识于一体的复杂系统。

测量难点

1.几何形状极其复杂:不仅包括叶片之类的自由曲面,还有复杂的盘、轴、机匣等结构件,特征多样(曲面、孔、槽、螺纹等)。

2.材料多样且难测量:包括高温合金、钛合金、复合材料等,对测头、测力、扫描策略有不同要求。

3.严格的公差要求:公差通常在微米(um)级别,甚至亚微米级,对CMM的精度和稳定性是巨大考验。

4.大小悬殊:测量对象从很小的叶片(几十毫米)到巨大的风扇机匣(直径超过2米),需要不同规格的CMM。

5.高效率和可追溯性:需要在生产节拍内完成测量,并生成详尽、可追溯的报告,满足航空质量体系(如AS9100)的要求。

解决方案

1. 硬件:针对不同部件的CMM选型

  • 高精度桥式CMM:

    aa.png用途:测量叶片、叶盘、小型机匣、喷嘴导向器等核心精密零件。

    aa.png 要求:空间测量精度要求高。须配备高性能扫描测头(如Renishaw SP25)和可重复定位的测头系统(如Renishaw PH20),以实现自动、高效的测量。

  • 大型龙门式CMM:

    aa.png 用途:测量大型风扇机匣、涡轮机匣、燃烧室壳体等大尺寸部件。

    aa.png 要求:测量范围大(数米),同时保持足够的精度。结构稳定,通常需要温度补偿系统来应对车间环境变化。

  • 在机测量系统:

    aa.png用途:集成在五轴加工中心上,在加工过程中对工件进行初步找正和在序检测。

    aa.png 优点:可快速发现偏差,补偿加工误差,避免成品报废,提高加工效率的首道保障。

    2. 软件:解决方案的“大脑”

    通用软件无法满足航空发动机的苛刻要求,需要高度专业化的软件:

  • 专业检测软件,是编程和执行测量程序的核心平台。

  • 专用模块:

    aa.png 叶片分析模块:必备功能。能自动对齐叶片坐标系、规划扫描路径、进行型面轮廓度分析(生成彩色偏差云图)、计算扭角、厚度、弦长等。

    aa.png齿轮测量模块:用于测量附件传动系统中的齿轮。

  • 曲线/曲面扫描与拟合对齐:能够处理复杂的自由曲面,并运用“拟合”算法,智能补偿零件的微小定位偏差,找到坐标系,从而更真实地评价零件本身的质量。

  • 统计分析(SPC)与数据管理:软件能连接数据库,对长期测量数据进行统计分析,监控工艺过程稳定性,实现质量趋势预测和追溯。

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