一种确定X射线检测叶片尾缘孔加工缺陷透照角度的方法

摘要

本发明公开了一种确定X射线检测叶片尾缘孔加工缺陷透照角度的方法，包括如下步骤：1、建立带有标准尾缘孔的叶片模型；2、在建立的叶片模型上建立未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔；3、将模型旋转轴旋转360度，并进行视频录制；4、对录制的叶片模型的旋转视频进行逐帧分析，确定并记录未打通尾缘孔的未打通深度最大时的旋转角度、打偏尾缘孔的最大偏离角度时对应的旋转角度、伤内壁尾缘孔的内壁损伤长度最长的时候的旋转角度；5、确定缺陷孔极限位置对应的X射线透照角度，为后续批量化检测提供便捷性，可以提高后续检测效率和检测可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及零件检测领域，特别是涉及一种确定X射线检测叶片尾缘孔加工缺陷透照角度的方法。

背景技术

航空发动机和燃气轮机的空心涡轮叶片(含涡轮工作叶片和涡轮导向叶片)需要设计尾缘孔，其形状主要有圆孔形和扁孔形，其成型工艺主要有精密铸造成型和电火花加工成形两种。叶片尾缘孔的作用是辅助冷却，即：将叶片工作过程中吸收的热量，通过强制冷却空气充入空心叶片内腔进行扰流吸收，再经叶身和尾缘处特定尺寸和方向的气膜孔排出，以带走热量而使叶片冷却。采用电火花加工叶片尾缘孔的主要工艺缺陷有：孔未打通、孔打偏、孔伤内壁和孔径不合格等类型，而叶片尾缘孔出现“孔未打通”、“孔打偏”、“孔径不合格”等缺陷的时候，会导致叶片因排气不畅、排气流量不够而产生高温烧蚀，若出现“孔伤内壁”现象，则会因损伤基体而使该部位受热不均匀导致冷热疲劳而产生疲劳裂纹，可见，上述加工缺陷均会严重威胁航空发动机和燃气轮机的工作安全，因此，叶片尾缘孔采用电火花加工后，均需要进行检测。常见的检测方法是X射线检测技术。但在实际应用中，一般是将叶片水平摆放并按单个角度进行透照的工艺方法，但这种方法存在单个角度透照无法检出绝大多数“孔打偏”缺陷，伤内壁的长度因透照角度的影响测量结果不准确等难点，因此，需要一种确定不同结构叶片透照叶片尾缘孔加工缺陷的最佳透照角度的工艺仿真方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种确定X射线检测叶片尾缘孔加工缺陷透照角度的方法，具有可以准确判断照射角度的优点。

本发明的技术方案是：

一种确定X射线检测叶片尾缘孔加工缺陷透照角度的方法，包括如下步骤：

S1、建立带有标准尾缘孔的叶片模型；

S2、将叶片模型上的部分标准尾缘孔修改为未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔；

S3、将带有标准尾缘孔、未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔的叶片模型以积叠轴方向为旋转轴旋转360度，记录旋转起点并在正常尾缘孔的轴线方向一侧进行视频录制；

S4、对录制的叶片模型的旋转视频进行逐帧分析，将标准尾缘孔与未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔进行比较，确定并记录未打通尾缘孔的未打通深度最大时的旋转角度、打偏尾缘孔的最大偏离角度时对应的旋转角度、伤内壁尾缘孔的内壁损伤长度最长的时候的旋转角度；

S5、将未打通尾缘孔出现最大深度时所对应的角度作为未打通缺陷检测的X射线透照角度，将打伤内壁尾缘孔出现最大长度时所对应的角度作为伤打伤内壁检测的X射线透照角度，将打偏尾缘孔出现最大倾斜角度时所对应的透照角度作为孔打偏缺陷检测的X射线透照角度。

所述未打通尾缘孔的位置和孔径与标准尾缘孔设计尺寸相同，长度小于设计尺寸；打偏尾缘孔的长度、入口位置与标准尾缘孔设计尺寸相同，入口角度与标准尾缘孔设计角度存在一定的偏差；打伤内壁尾缘孔的位置和孔径与标准尾缘孔设计尺寸相同，长度大于设计尺寸。

所述叶片模型使用三维设计软件制作。

所述叶片模型在0～360°范围内的图像以视图基准面和左视图基准面的相交线作为旋转轴。

本发明的有益效果是：

通过建立叶片模型，在叶片模型上模拟缺陷孔，通过分析不同角度得出缺陷孔照射的最佳位置，为后续批量化检测提供便捷性，可以提高后续检测效率和检测可靠性。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作进一步说明。

实施例：

一种确定X射线检测叶片尾缘孔加工缺陷透照角度的方法，包括如下步骤：

S1、建立带有标准尾缘孔的叶片模型；

S2、将叶片模型上的部分标准尾缘孔修改为未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔；

S3、将带有标准尾缘孔、未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔的叶片模型以积叠轴方向为旋转轴旋转360度，记录旋转起点并在正常尾缘孔的轴线方向一侧进行视频录制；

S4、对录制的叶片模型的旋转视频进行逐帧分析，将标准尾缘孔与未打通尾缘孔、打偏尾缘孔和打伤内壁尾缘孔进行比较，确定并记录未打通尾缘孔的未打通深度最大时的旋转角度、打偏尾缘孔的最大偏离角度时对应的旋转角度、伤内壁尾缘孔的内壁损伤长度最长的时候的旋转角度；

S5、将未打通尾缘孔出现最大深度时所对应的角度作为未打通缺陷检测的X射线透照角度，将打伤内壁尾缘孔出现最大长度时所对应的角度作为伤打伤内壁检测的X射线透照角度，将打偏尾缘孔出现最大倾斜角度时所对应的透照角度作为孔打偏缺陷检测的X射线透照角度。

未打通尾缘孔的位置和孔径与标准尾缘孔设计尺寸相同，长度小于设计尺寸；打偏尾缘孔的长度、入口位置与标准尾缘孔设计尺寸相同，入口角度与标准尾缘孔设计角度存在一定的偏差；打伤内壁尾缘孔的位置和孔径与标准尾缘孔设计尺寸相同，长度大于设计尺寸。

上述技术方案的工作原理如下：

通过建立叶片模型，在叶片模型上模拟缺陷孔，通过分析不同角度得出缺陷孔照射的最佳位置，为后续批量化检测提供便捷性，可以提高后续检测效率和检测可靠性。

叶片模型使用三维设计软件制作，叶片三维模型得到一组尾缘打孔的中心线，选择其中任意两孔中心线作为基准轴建立尾缘打孔的基准面A；分别在需要编辑未打通缺陷和伤打伤内壁的孔位置建立基准轴，通过打孔初始端面与基准轴建立基准点，再通过基准点与基准轴建立基准面B，通过基准面B拉伸填充尾缘设计孔实体模型，然后再使用拉伸切除完成未打通缺陷和伤打伤内壁的制作，由基准面A和打孔初始端面基准点和基准轴建立基准面C并绘制与基准轴成一夹角的中心线，中心线通过基准点，然后绘制沿着该中心线旋转切除的草绘图，孔直径和长度与叶片该位置的尾缘打孔相同，采用旋转切除完成孔打偏缺陷4的制作，生成含尾缘打孔缺陷的叶片模型在0～360°范围内的三维透视图像，是将含尾缘打孔缺陷的叶片三维模型设置为线架图并以一定的透明度进行显示，将旋转角度设置为360°，选定旋转一周的时间进行动画视频录制，相邻图像的旋转角度差可以设置，每一帧三维透视图像对应一个确定的透照角度。

所述叶片模型在0～360°范围内的图像以视图基准面和左视图基准面的相交线作为旋转轴，可以模拟照射位置，提高检测的可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。