JJG××××××××JJFXXXX-XXXX航空發動機葉片幾何參數測試規范壓氣機JJF中華人民共和國國家計量技術規范JJF××××××××航空發動機葉片幾何參數測試規范壓氣機TestingSpecificationforGeometricalParametersofAeroengineBlades:Compressor××××××××發布××××××××實施國家市場監督管理總局發布

航空發動機葉片幾何參數測試規范壓氣機TestingSpecificationforGeometricalParametersofAeroengineBlades:CompressorJJFXXXX-XX歸口單位：全國航空專用計量測試技術委員會主要起草單位：參加起草單位：本規范委托全國航空專用計量測試技術委員會負責解釋。

本規范主要起草人同一單位起草人不超過3人（主要起草人不超過2人）同一單位起草人不超過3人（主要起草人不超過2人）。總人數不超過7人。參加起草人：IIIJJGXXXX-XXXX目錄目錄應列出引言、章、第一層次的條和附錄的標題、編號及所在頁碼。扉頁部分無頁碼，目錄與引言部分的頁碼使用羅馬數字，自規程正文起的頁碼使用阿拉伯數字。目錄應列出引言、章、第一層次的條和附錄的標題、編號及所在頁碼。扉頁部分無頁碼，目錄與引言部分的頁碼使用羅馬數字，自規程正文起的頁碼使用阿拉伯數字。注：“3術語和計量單位”中刪除條目英文部分。TOC\o"1-2"\h\z\u引言 III1 范圍 12 引用文件 13 術語 13.1 壓氣機葉片 13.2 葉型 13.3 截面 23.4 理想葉型 23.5 葉身 23.6 葉身吸力面（葉背） 23.7 葉身壓力面（葉盆） 23.8 葉身的前緣（前緣） 23.9 葉身的后緣（后緣） 23.10 葉型中弧線 23.11 前緣圓弧 23.12 后緣圓弧 23.13 前緣半徑 23.14 后緣半徑 23.15 前緣切點 23.16 后緣切點 23.17 弦線 33.18 弦長 33.19 弦線角 33.20 葉型厚度 33.21 葉型最大厚度 33.22 葉型安裝角 33.23 葉型輪廓度 33.24 葉展輪廓度 33.25 積疊軸 33.26 積疊點 33.27 扭轉角 33.28 軸向位置度和周向位置度 33.29 葉片表面波紋度 43.30 測量坐標系 44 概述 45 測試項目 46 測試條件 56.1 環境條件 56.2 測試設備及其他設備 57 測試方法 67.1 測試準備 67.2 葉型測量 77.3 波紋度測量 107.4 粗糙度測量 117.5 緣板輪廓度、轉接圓弧半徑、粗糙度 137.6 榫頭及安裝座尺寸和形位公差、輪廓度、粗糙度 138 測試結果表達 13附錄A測試原始記錄格式 15附錄B測試報告內頁格式 17

引言引言不編號，應包括如下內容：規范編制所依據的規則；采用國際建議、國際文件或國際標準的程度或情況。如對規范進行修訂,還應包括如下內容：規范代替的全部或部分其他文件的說明；給出被代替的規程或其他文件的編號和名稱，列出與前一版本相比的主要技術變化；所替代規范的歷次版本發布情況。如是首次制定，須說明“引言不編號，應包括如下內容：規范編制所依據的規則；采用國際建議、國際文件或國際標準的程度或情況。如對規范進行修訂,還應包括如下內容：規范代替的全部或部分其他文件的說明；給出被代替的規程或其他文件的編號和名稱，列出與前一版本相比的主要技術變化；所替代規范的歷次版本發布情況。如是首次制定，須說明“本規范是首次制定的國家計量校準規范”。本規范依據GB/T20001.5-201《標準編寫規則—第5部分：規范標準》和國家計量技術規范JJF1071-2010《國家計量校準規范編寫規則》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》編制。本規范為首次發布。JJFXXXX-XXXXPAGEPAGE3航空發動機葉片幾何參數測試規范壓氣機范圍主要敘述規范的適用范圍，以明確規范的主題。主要敘述規范的適用范圍，以明確規范的主題。本規范適用于航空發動機壓氣機葉片幾何參數的測試。引用文件引用的技術文件的編號、年號和名稱。JJF1002、JJF1016、JJF1015、JJF1071、JJF1059不應列入相應編寫規程/規范的引用文件中。**非必備章節引用的技術文件的編號、年號和名稱。JJF1002、JJF1016、JJF1015、JJF1071、JJF1059不應列入相應編寫規程/規范的引用文件中。**非必備章節本規范引用了下列文件：GB/T1958-2017產品幾何技術規范（GPS）幾何公差檢測與驗證凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于該規范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規范。術語本標準采用下列專用術語，其中部分術語的示意圖見圖。壓氣機葉片compressorblade在壓氣機主氣流通道里沿圓周均勻排列，具有一定翼型的用于轉換氣體能量的壓氣機零件。葉型airfoil具有專門氣動外型的葉片剖面，其輪廓線稱為型線，構成葉背輪廓的叫葉背型線，構成葉盆輪廓的叫葉盆型線。圖1葉型截面section指定高度的用于構造葉型的平面。理想葉型idealairfoil由葉型參數及坐標點的理論值所確定的葉型。葉身mainblade葉片上將葉型沿葉高按一定扭向規律和積疊規律構成的部分。葉身吸力面（葉背）convexsideofblade葉身往外凸的表面，沿這一表面氣流的壓力較低。葉身壓力面（葉盆）concavesideofblade葉身往內凹的表面，沿這一表面氣流的壓力較高。葉身的前緣（前緣）leadingedge葉身進氣邊連接壓力面和吸力面的部分。葉身的后緣（后緣）trailingedge葉身排氣邊連接壓力面和吸力面的部分。葉型中弧線airfoilcamberline葉型內切圓圓心的連線，并在前緣、后緣圓心按切線方向延伸到同前、后緣相交的線。前緣圓弧leadingedgearc在前緣處連接葉盆和葉背型線的圓弧。后緣圓弧trailingedgearc在后緣處連接葉盆和葉背型線的圓弧。前緣半徑leadingedgeradius前緣圓弧的半徑。后緣半徑trailingedgeradius后緣圓弧的半徑。前緣切點leadingedgetangentpoint前緣圓弧與型線的切點。后緣切點trailingedgetangentpoint后緣圓弧與型線的切點。弦線chord葉型前緣和后緣的公切線。弦長chordlength葉型在弦線上的投影長度。弦線角chordangle葉型弦線與X軸的夾角。葉型厚度thickness被葉型限制的垂直于葉型中弧線的線段。葉型最大厚度maximumthickness葉型厚度的最大值。葉型安裝角installationangle葉型弦線與壓氣機（渦輪）軸線間的夾角。葉型輪廓度airfoilcontourerrorofblade對指定截面整體葉型實測點云數據，采用最小二乘法與理論型線進行對齊后的實測點云數據相對于理論型線的偏差，包括葉盆輪廓度、葉背輪廓度、前緣輪廓度和后緣輪廓度。葉展輪廓度spancontourerrorofblade沿葉片高度方向的整體葉型實測點云數據，采用最小二乘法與理論型線進行對齊后的實測點云數據相對于理論型線的偏差，包括葉盆葉展輪廓度和葉背葉展輪廓度。積疊軸stackingline設計圖樣指定的，用來確定葉型理論位置的一條直徑，它與Z軸平行或重合。積疊點stackingpoint表征葉型位置的特征點，它由理想葉型按理論正確尺寸確定，積疊點的理想位置在積疊軸上。扭轉角twistangle對指定截面整體葉型實測點云數據，采用最小二乘法與理論型線進行對齊時的旋轉量。軸向位置度和周向位置度axialoffsetandcircumferentialoffset對指定截面整體葉型實測點云數據，采用最小二乘法與理論型線進行對齊時的平移量。葉型在軸向與周向上的平移量分別稱為軸向位置度和周向位置度。葉片表面波紋度surfacewavinessparametersofblade描述葉片葉身葉型輪廓度誤差、葉展輪廓度誤差變化情況的參數，也可稱為葉型/葉展波紋度。圖2葉片表面波紋度測量坐標系MeasurementCoordinateSystem實際測量時依據葉片上測量基準特征所建立的坐標系，同時作為評價葉片型面參數的坐標系。概述簡述計量器具的原理、構造和用途，必要的結構示意圖。簡述計量器具的原理、構造和用途，必要的結構示意圖。壓氣機葉片通常分為壓氣機轉子葉片（工作葉片）和壓氣機靜子葉片（整流葉片）。壓氣機轉子葉片通常由葉身、緣板和榫頭組成，壓氣機靜子葉片通常由葉身和緣板組成，如圖2所示。a）轉子葉片b）靜子葉片圖3壓氣機葉片結構示意圖測試項目壓氣機葉片幾何參數的測試項目見表1。壓氣機葉片幾何參數計量特性序號位置參數名稱1葉身葉型輪廓度2葉展輪廓度3最大厚度4前緣固定位置處厚度5后緣固定位置處厚度6弦長7軸向位置度8周向位置度9扭轉角10弦線角11表面波紋度12表面粗糙度13緣板各配合面輪廓度14轉接圓弧半徑15表面粗糙度16榫頭及安裝座尺寸和形位公差17工作面輪廓度18表面粗糙度測試條件校準使用的標準器具控制的要求。1.環境條件。2.使用的標準器校準使用的標準器具控制的要求。1.環境條件。2.使用的標準器及配套設備的測量范圍、準確度等級、測量不確定度等，以及對被校準對象各測量范圍內能提供的實驗室測量能力。環境條件所處環境應滿足如下要求：溫度：20℃±3℃相對濕度：30%~70%。測試設備應描述使用的測量標準和其他設備及其必須具備的計量特性。及其他設備應描述使用的測量標準和其他設備及其必須具備的計量特性。主要測試用設備見表2。主要測試用設備序號測試用設備技術要求1坐標測量機（接觸式、非接觸式）或同等坐標測量設備最大允許示值誤差不超過葉片最小公差要求的1/4，具有曲線、曲面掃描功能和葉身參數分析軟件模塊234觸針式粗糙度測量儀、非接觸式表面粗糙度測量儀、帶有粗糙度測量功能的坐標測量機或其他符合要求的設備Ra最大允許示值誤差：≤±5%5表面粗糙度比較樣塊Ra最大允許示值誤差：-17%～12%測試方法測試準備7.1.1測量前應對測試設備做如下檢查：測試設備和夾具等狀態是否完好。檢查設備運行范圍內是否有障礙物，確保運行安全。采用接觸式掃描測量時，應考慮如下原則：使用的測頭需經過校驗；應充分考慮測針直徑對前緣、后緣處半徑補償的影響，根據葉片尺寸選用合適測針及角度，測針直徑取值區間推薦為Φ0.5mm~Φ5mm；使用無塵布擦拭標準球及測針，調用測頭校驗程序，利用校準球進行校驗，測頭校驗的標準偏差結果推薦不大于1.5μm。采用非接觸式光學掃描測量時，應考慮如下原則：采用直徑不超過50μm的單個光點沿截面被測點法線方向掃描，保持截面高度方向不偏移；采用尋跡掃描功能，確保得到實際的前緣、后緣輪廓。7.1.2測量前應對待測葉片做如下檢查：待測葉片表面應進行清潔，確保無油污、灰塵及其它污濁痕跡，且不得有銳邊和毛刺。在滿足測試環境要求的場所放置不少于1小時，不同材料、尺寸、重量的葉片可適當延長放置時間。7.1.3測量前應對夾具做如下檢查：優先選用專用夾具，也可選用通用夾具。夾具選擇應遵循裝夾可靠、易于建立測量坐標系、不妨礙葉片測試、完全限制葉片六個自由度的原則。7.1.4測試前應至少準備如下文件，按照數模或者圖紙創建，可為獨立文件或整合在一個文件中。測試完成后，保存測試文件，同批次零件的測試可參照執行。理論文件：由坐標點構成，用于尺寸定義和測量路徑規劃；算法文件：規定葉片測試的具體算法，用于測量后進行分析；公差文件：用于確定葉片各個參數的公差值，判斷葉片是否滿足設計要求。葉型測量7.2.1建立測量坐標系應依據基準順序建立測量坐標系，保證測量基準和設計基準或工藝基準一致。建立測量坐標系的常用方法，包括3-2-1法、榫頭迭代法和夾具法等。方法選擇可參考表1。表3測量坐標系建立方式建立方法葉片類型3-2-1法榫頭迭代法夾具法軸向燕尾形榫頭轉子葉片+++環形燕尾形榫頭轉子葉片-++銷釘式榫頭轉子葉片+-+兩端固定靜子葉片+-+可調靜子葉片+-+注：“+”為可用方法，“-”為不可用方法。通過夾具建立測量坐標系，應選擇夾具上合適的基準面，并需要開展重復性和一致性測試，測試結果應通過重復性和一致性的判定方法為準。主要原則包括：1）測量點不少于特征規定的最少點數，應在保證效率的前提下盡量多取點。2）參考GB/T1958-2017附錄B布置測量點，確保對基準覆蓋完整、均勻。3）采用迭代擬合創建測量坐標系時，一般應使用3D擬合方式，根據精度要求設置合適的擬合坐標系偏差閾值或次數，最后一次迭代結果應處于收斂趨勢，建議收斂閾值不超過0.005mm，或迭代次數不少于3次；7.2.2路徑規劃通過測量基準、測量特征的定義，確定設備的運行路徑。測量路徑規劃應基于安全、高效的原則進行設計，避免測頭與被測葉片和夾具等發生碰撞，并盡量以最短的時間到達下一個測點。應利用測量軟件的安全平面和中間點等功能輔助路徑規劃，對于非接觸式測量，采樣測量的原始結果即對應著實測葉型表面。葉型測量采用截面掃描法，掃描路徑可以通過理論模型截取獲得，也可直接使用葉型理論坐標文件，生成具體的掃描路徑。截面掃描位置示意見圖4。圖4葉片截面葉型測量坐標測量機根據運動軸系數量，可分為三軸、四軸（帶轉臺）、五軸（測座二維旋轉）等結構。應根據坐標測量機結構、圖紙要求、葉型結構和尺寸、測座旋轉量程、掃描算法等因素對截面掃描輪廓分段。一般情況下，三軸坐標測量機采用分段曲線掃描方式，四軸聯動坐標測量機采用封閉或分段曲線掃描方式，五軸聯動坐標測量機采用分面劃掃后構造截面方式，非接觸式測量時，按指定高度截面的封閉曲線進行完整掃描。截面分段形式如圖5所示。a）分段曲線b）封閉曲線c）分面劃掃圖5截面曲線分段7.2.3測量過程在葉片表面采樣取點測量，獲得一系列包裹葉片表面的點云。采樣時，取點密度應能準確反映檢測截面的實際輪廓。接觸式測量系統的采點密度、掃描速度參照以下原則：前緣、后緣點密度推薦設置不低于20點/mm，葉盆、葉背點密度推薦設置不低于2點/mm。葉盆、葉背掃描速度為1mm/s~8mm/s；前緣、后緣掃描速度為1mm/s~2mm/s；在允許的掃描速度范圍內，為獲取準確的測量結果，應選取較小的速度。對于接觸式測量，其原始測量結果對應探針球頭中心的運行軌跡，而非實測葉型表面。在進行數據處理之前，應先根據這些點云，依靠一系列算法進行探針半徑補償，推算出各檢測截面的實測葉型輪廓。非接觸式測量系統的采點密度、掃描速度參照以下原則：前緣、后緣采點間距不大于直徑的1/20，葉盆、葉背采點總數控制在200~400點；葉盆、葉背為5mm/s~20mm/s，前緣、后緣為2mm/s~5mm/s。對于非接觸式測量，采樣測量的原始結果即對應實測葉型表面。7.2.4葉型數據處理獲得實測葉型輪廓后，即可計算出各葉型特征實測值。測量完成后，導出坐標點數據，生成葉型格式數據文件，使用葉片分析系統打開通用格式數據文件，進行數據處理，輸出評價分析結果。利用葉片分析軟件進行數據處理主要包括數據去噪、平滑、測頭半徑補償等操作。坐標點數據是否經過補償，根據葉片分析軟件的要求確定。選用合適的評定方法進行數學運算，獲得各參數的實際值，與設計數據進行比對得到測量結果。葉片葉型參數評價分析軟件算法的設置應與葉片設計要求相一致，可參照本規范中的定義。葉片的葉型輪廓度誤差、扭轉誤差、位置度誤差以截面最佳擬合后的結果進行計算。擬合方法根據設計技術要求可采用最小二乘法、矢量最小二乘法、最小區域法、最小最大值和矢量最小最大值等方法。擬合區域根據設計技術要求可采用整體擬合或分段擬合。葉片截面前緣形狀通過對補償后的掃描曲線進行目視判斷或利用具有前緣形狀數字化評定功能的軟件模塊進行自動判斷。不應出現HB5647-1998《葉片葉型的標注、公差與葉身表面粗糙度》中6.6.1提及的削邊、尖邊、縮頸等情況，前緣不允許出現平頭情況。波紋度測量7.3.1波紋度測量葉型波紋度檢測在葉型測量的同時進行。葉型波紋度按指定高度截面的封閉曲線進行完整葉型掃描。葉展波紋度的測量，沿葉片積疊軸方向選取靠近前緣、葉中和靠近后緣三段式多條掃描線。葉展波紋度由靠近葉根一端開始，終止于靠近葉尖一端進行掃描，起點和終點距離葉根或葉尖不超過葉身高度的10%，如圖6所示。利用坐標測量機掃描功能，沿測量路徑均布采點進行掃描測量。圖6葉展波紋度葉盆、葉背三段式掃描線示意圖7.3.2波紋度數據處理葉型波紋度由葉片分析軟件對葉片截面掃描數據按照波紋度進行參數評價得到。葉展波紋度由葉片分析軟件對葉片展向掃描數據按照波紋度進行參數評價得到。波紋度參數的評價通常是指定波長范圍內的輪廓度誤差幅值。粗糙度測量7.4.1粗糙度測量用Ra值為0.4μm或0.1μm的表面粗糙度比較樣塊測量，有爭議時用表面粗糙度測量儀測量，工作面粗糙度應當在所有工作面上進行測量，工作面的粗糙度應至少測量該工作面上一個位置。采樣長度按照GB/T1031-2009《產品幾何技術規范（GPS）表面結構輪廓法表面粗糙度參數及數值》第5.2款，如表3所示。表4采樣長度與粗糙度大小關系Ra/μm取樣長度/mm評定長度/mm采樣長度/mm0.02＜Ra≤0.10.251.251.50.1＜Ra≤20.844.82＜Ra≤102.512.515為了保證葉片粗糙度涵蓋葉片整體的粗糙度信息，對不同大小的葉片選取不同數目的測量位置，對弦長小于或等于100mm的葉片，取10個測量位置，如圖7。對弦長大于100mm的葉片，取20個測量值，如圖8。圖7弦長小于或等于100mm的葉片的粗糙度測量位置示意圖圖8弦長大于100mm的葉片的粗糙度測量位置示意圖在規定的測量位置上，如果葉片表面沒有明顯加工痕跡，沿展向和弦向兩個方向進行測量，如圖9。如果葉片表面有明顯的加工痕跡，沿加工痕跡的垂直方向進行測量。圖9規定粗糙度測量位置上測量方向示意圖7.4.2粗糙度數據處理采用粗糙度評價模塊完成葉片粗糙度參數的評價，濾波算法采用高斯濾波，取樣長度和評定長度按照表4及圖紙或檢測技術要求的粗糙度范圍值選擇。對于每個測量位置，選取最大粗糙度測量值作為該測量位置粗糙度值Ra(i)。對于葉身粗糙度的整體評價，對弦長小于或等于100mm的葉片，其粗糙度為：Ra=對弦長大于100mm葉片，其粗糙度為：sRa緣板輪廓度、轉接圓弧半徑、粗糙度面輪廓度：可在葉盆、葉背側根據區域大小測量若干掃描線來評估。轉接圓弧半徑：可通過測量緣板與葉身過渡位置的若干點來進行計算。粗糙度：可在葉盆、葉背側根據區域大小測量若干位置來評估，方法可參照7.4。榫頭及安裝座尺寸和形位公差、輪廓度、粗糙度尺寸和形位公差：一般通過離散點方式擬合幾何特征來進行測量，待測面上采點要盡量覆蓋整個區域。輪廓度：可在工作面上根據區域大小測量若干掃描線來評估。粗糙度：可在工作面上根據區域大小測量若干位置來評估，方法可參照7.4。測試結果表達規定校準證書或報告的信息。說明校準原始記錄格式和校準證書內頁格式在附錄中給出。規定校準證書或報告的信息。說明校準原始記錄格式和校準證書內頁格式在附錄中給出。測試報告至少應包括：——零件編號；——設備代號；——葉型分析軟件名稱及版本；——測量人員；——校對及批準人員；——測量日期；——測量數據等。測量數據包括但不限于各參數測量結果，各檢測截面的葉型/面輪廓度對比可在測量報告后進行附圖。如有需要，進行測量不確定度評定。

附錄附錄包括;原始記錄格式、校準證書內頁格式、誤差分析、不確定度評定示例、推薦方法、有關程序或圖表以及相關的參考數據等，附錄要有標題并在目錄中。A測試原始記錄格式附錄包括;原始記錄格式、校準證書內頁格式、誤差分析、不確定度評定示例、推薦方法、有關程序或圖表以及相關的參考數據等，附錄要有標題并在目錄中。壓氣機葉片測試原始記錄證書編號：送測儀器信息：委托單號送測單位名稱制造單位型號/規格出廠編號測試環境條件及地點：溫度℃地點相對濕度%其它測試所依據的技術文件（代號、名稱）：航空發動機葉