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[摘 要]本文主要介绍了生产及检测航空发动机机匣简介、基于模型数字化检测，自动化测量设备，数据的采集，结果的判定，以及后续数据的应用统计分析等方面对航空发动机机匣类零件的检验与测量技术进行论述。
[关键词]航空发动机；机匣类零件；检验与测量技术
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0105-01
1.前言
航空发动机机匣类零件快速研制的需求推动了测量设备在辅助加工、制造和装配中的高度集成。数字化测量技术的应用已由关键零部件的离线检测发展到贯穿于制造和装备的检测过程控制和故障维护等全过程的在线自动化测量。
2.生产及检测航空发动机机匣简介
近年来，由于国内外同行激烈的竞争，国内航空发动机制造企业对制造周期，加工质量和加工成本的要求越来越高。在数控加工领域，通过开发CAD快速建模技术，CAM高效编程技术，数控加工仿真技术和数控加工防误差技术，满足要求，迫切需要快速提高数控加工能力该公司的精益生产。
航空发动机被誉为现代工业制造业的王冠之宝。它生产和覆盖各种技术领域，如材料，冶金，机械加工，热处理和特殊技术。它是一个国家工业水平的体现，被称为“国之重器”。航空发动机由进气口，低压压缩机，高压压气机，燃烧室，高压涡轮，低压涡轮，尾喷管等几个主要单元体组成，核心部件如压缩机，燃烧室，涡轮由套管，内环部分和叶片组成。
作为航空发动机的重要组成部分，壳体部分为整个发动机提供了一个封闭的空间，确保气流顺利进入，受到压缩和增压，完全燃烧，膨胀做功，并在排气后形成推力。发动机发电机连接航空发动机的各个单元以形成一个完整的机器；它为控制系统，燃料系统和传动系统建立了一个互联的整体。根据结构可将航空发动机分为以下几类：整机，起动机，专用机，附件机和直杆机。根据机器的不同部分，使用的材料也不同。压缩机的工作温度较低，通常使用钛合金。涡轮机部件通常由高温合金制成，因为气体在通过燃烧室之后温度急剧上升。
3.航空发动机机匣类零件的数字化测量技术
航天发动机氦气部件的数字化测量技术是指航空航天发动机氦气部件的要求。它研究装配线中每个环节的测量程序，测量设备，测量和分析软件，测量方法和相关技术规格。一直到数字检测计划的最前沿，建立覆盖整体的多系统异构综合测量平台，与数字化工艺设备相结合，通过现场测量数据采集，定位补偿驱动控制系统，实现航空改进的集成测量和分析技术，以提高发动机零部件的质量和效率。重点研究内容应包括以下五个方面：
3.1建立数字测量技术应用系统
研究了数字组装应用的各种数字测量方法，iGPS测量方法，摄影测量方法，激光跟踪测量方法，CNC数字经纬仪测量方法等，重点分析了各自的特点和适应性；基于三维模型和数字检测设备的研究测量过程方法和标准，构建多系统异构综合测量规划管理平台。
3.2系统规划数字装配测量技术程序
针对不同装配阶段（零部件，组件，大型零部件对接，全机液位测量等）的测量需求，研究设计特征信息提取的测量规划和控制方法，非接触式快速标注和自动捕获特征点，高密度点云采集方法。
3.3测量数据分析和处理
研究和测量控制领域支持的多任务测量软件平台技术及其辅助应用开发技术。获得的基本测量定位信息被处理并分类为标准读取格式以生成用于驱动制造设备的控制信息。测量设备与其他制造设备或工艺设备的集成。研究测量信息和设备控制信息之间的交互界面，将测量设备和制造设备集成在一起。
3.4自动测量技术
典型物体测量设备的自动测量方法和辅助设备可实现快速自动测量。与国外先进的测量技术相比，中国的数字化测量技术还处于起步阶段，基于三维集成模型的数字化装配检测和装配质量控制技术的发展较为缓慢。很长一段时间，我们的检验工作一直依赖于设计发布的二维设计。需要形成一个集成的数字测量集成质量管理系统，以满足数字化柔性生产线的需求。
4.具体检测与测量工艺流程
4.1可检测性分析
可检测性分析是检测准备阶段检测模型是否标准化，提取所有待检测信息，并确定在现有检测设备条件下是否能完成检测。它主要包括以下三部分：
检测模型定义为了满足单个MBD数据源的要求，检测模型包含所有的检测信息和需要定义的检测模型。MBD检测模型需要包括零件尺寸信息，形状信息，轮廓信息，定位和定位信息等几何信息以及检验过程信息等非几何信息。在实际的检测过程中，有时候只有部分检测模型的信息被测量。在CAD软件中，检测模型的待检测信息由特定颜色或层表示，并且可以根据需要提取要检测的特定信息。
4.2检测工艺规划
4.2.1检测目标分类和检测任务分工对于复杂部件的检测，检测功能有很多种，可能无法用检测装置完成所有功能的测量。为了充分利用公司的测试资源，提高检测效率，有必要对检测模型进行检测目标分类和检测任务分配。如图所示。如图4所示，通过整合企业的检测资源建立测试设备资源数据库，建立检测任务的经验知识库，根据参考类别对检测模型的检测目标进行分类，类型和准确度级别，并进行适当的分配。测试设备，生成相关文件，指导现场检查作业。
4.2.2检测参考定位在实际检测过程中，夹具定位后大部分零件需要测量，为了使检测过程更加规范化，过程，保证检测过程规划的一致性，测试过程的模拟和实际检测过程中，需要建立测试夹具库，生成汇编信息文件，指导现场操作的检测。根据实际测试过程中使用的夹具，建立夹具模型库，对不同的夹具进行分类和管理，由特定人员定期维护，夹具库中的夹具与实际检测中的夹具保持同步处理。
4.3检测工艺审签
完成是检查过程中不可或缺的一部分。通过对检查过程的检查，可以及时发现由于疏忽或经验不足而造成的检测模型，检验过程规划和技术文件中的错误和缺陷，并将其反馈给上游进行修改和改进。确保检测过程的标准化，有效提高检测效率和检测质量。通过建立评审模板，利用程序将检测过程中的相关信息提取出来，如模型可检测性分析结果，检测过程计划结果，检测过程模拟结果等以特定格式导入评审模板，推送到审查部门审查如果检查成功，相关信息将被编号并以零件模型的形式推送到检查现场。如果没有，反馈将发送到上游进行修改。
4.4检测实施与结果
检查现场应根据检查结果提取与部件编号对应的检测文件，选择夹具并放置部件，并调用相应的检测程序，带动测量设备进行测量。测量设备的实际测量结果是被测部件各部分的坐标值。根据公司的具体要求，创建不同的检验报告模板，根据模板格式导入检验数据，生成检验评估报告。
4.5产品质量分析
基于MBD的数字检测技术可以依靠零件实体，通过检测模型可以实现检测夹具的设置，检测工艺规划，测试程序的准备和模拟，并推送到检测现场，在线生产并且可以并行执行离线检查。这大大缩短了初始检查时间。同时，建立测试结果数据库并进行统计过程控制（SPC）分析，以实现对超差结果的实时预警和超差分析。
5.结束语
航空发动机机匣类零件的数字化检测技术能够有效提高检测设备利用率，实现检测工艺由二維转变为三维，显著缩短产品检测周期，提高检测效率与检测质量。
参考文献
[1]王聪梅，等.航空发动机典型零件机械加工[M].北京：航空工业出版社，2016.
[关键词]航空发动机；机匣类零件；检验与测量技术
中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0105-01
1.前言
航空发动机机匣类零件快速研制的需求推动了测量设备在辅助加工、制造和装配中的高度集成。数字化测量技术的应用已由关键零部件的离线检测发展到贯穿于制造和装备的检测过程控制和故障维护等全过程的在线自动化测量。
2.生产及检测航空发动机机匣简介
近年来，由于国内外同行激烈的竞争，国内航空发动机制造企业对制造周期，加工质量和加工成本的要求越来越高。在数控加工领域，通过开发CAD快速建模技术，CAM高效编程技术，数控加工仿真技术和数控加工防误差技术，满足要求，迫切需要快速提高数控加工能力该公司的精益生产。
航空发动机被誉为现代工业制造业的王冠之宝。它生产和覆盖各种技术领域，如材料，冶金，机械加工，热处理和特殊技术。它是一个国家工业水平的体现，被称为“国之重器”。航空发动机由进气口，低压压缩机，高压压气机，燃烧室，高压涡轮，低压涡轮，尾喷管等几个主要单元体组成，核心部件如压缩机，燃烧室，涡轮由套管，内环部分和叶片组成。
作为航空发动机的重要组成部分，壳体部分为整个发动机提供了一个封闭的空间，确保气流顺利进入，受到压缩和增压，完全燃烧，膨胀做功，并在排气后形成推力。发动机发电机连接航空发动机的各个单元以形成一个完整的机器；它为控制系统，燃料系统和传动系统建立了一个互联的整体。根据结构可将航空发动机分为以下几类：整机，起动机，专用机，附件机和直杆机。根据机器的不同部分，使用的材料也不同。压缩机的工作温度较低，通常使用钛合金。涡轮机部件通常由高温合金制成，因为气体在通过燃烧室之后温度急剧上升。
3.航空发动机机匣类零件的数字化测量技术
航天发动机氦气部件的数字化测量技术是指航空航天发动机氦气部件的要求。它研究装配线中每个环节的测量程序，测量设备，测量和分析软件，测量方法和相关技术规格。一直到数字检测计划的最前沿，建立覆盖整体的多系统异构综合测量平台，与数字化工艺设备相结合，通过现场测量数据采集，定位补偿驱动控制系统，实现航空改进的集成测量和分析技术，以提高发动机零部件的质量和效率。重点研究内容应包括以下五个方面：
3.1建立数字测量技术应用系统
研究了数字组装应用的各种数字测量方法，iGPS测量方法，摄影测量方法，激光跟踪测量方法，CNC数字经纬仪测量方法等，重点分析了各自的特点和适应性；基于三维模型和数字检测设备的研究测量过程方法和标准，构建多系统异构综合测量规划管理平台。
3.2系统规划数字装配测量技术程序
针对不同装配阶段（零部件，组件，大型零部件对接，全机液位测量等）的测量需求，研究设计特征信息提取的测量规划和控制方法，非接触式快速标注和自动捕获特征点，高密度点云采集方法。
3.3测量数据分析和处理
研究和测量控制领域支持的多任务测量软件平台技术及其辅助应用开发技术。获得的基本测量定位信息被处理并分类为标准读取格式以生成用于驱动制造设备的控制信息。测量设备与其他制造设备或工艺设备的集成。研究测量信息和设备控制信息之间的交互界面，将测量设备和制造设备集成在一起。
3.4自动测量技术
典型物体测量设备的自动测量方法和辅助设备可实现快速自动测量。与国外先进的测量技术相比，中国的数字化测量技术还处于起步阶段，基于三维集成模型的数字化装配检测和装配质量控制技术的发展较为缓慢。很长一段时间，我们的检验工作一直依赖于设计发布的二维设计。需要形成一个集成的数字测量集成质量管理系统，以满足数字化柔性生产线的需求。
4.具体检测与测量工艺流程
4.1可检测性分析
可检测性分析是检测准备阶段检测模型是否标准化，提取所有待检测信息，并确定在现有检测设备条件下是否能完成检测。它主要包括以下三部分：
检测模型定义为了满足单个MBD数据源的要求，检测模型包含所有的检测信息和需要定义的检测模型。MBD检测模型需要包括零件尺寸信息，形状信息，轮廓信息，定位和定位信息等几何信息以及检验过程信息等非几何信息。在实际的检测过程中，有时候只有部分检测模型的信息被测量。在CAD软件中，检测模型的待检测信息由特定颜色或层表示，并且可以根据需要提取要检测的特定信息。
4.2检测工艺规划
4.2.1检测目标分类和检测任务分工对于复杂部件的检测，检测功能有很多种，可能无法用检测装置完成所有功能的测量。为了充分利用公司的测试资源，提高检测效率，有必要对检测模型进行检测目标分类和检测任务分配。如图所示。如图4所示，通过整合企业的检测资源建立测试设备资源数据库，建立检测任务的经验知识库，根据参考类别对检测模型的检测目标进行分类，类型和准确度级别，并进行适当的分配。测试设备，生成相关文件，指导现场检查作业。
4.2.2检测参考定位在实际检测过程中，夹具定位后大部分零件需要测量，为了使检测过程更加规范化，过程，保证检测过程规划的一致性，测试过程的模拟和实际检测过程中，需要建立测试夹具库，生成汇编信息文件，指导现场操作的检测。根据实际测试过程中使用的夹具，建立夹具模型库，对不同的夹具进行分类和管理，由特定人员定期维护，夹具库中的夹具与实际检测中的夹具保持同步处理。
4.3检测工艺审签
完成是检查过程中不可或缺的一部分。通过对检查过程的检查，可以及时发现由于疏忽或经验不足而造成的检测模型，检验过程规划和技术文件中的错误和缺陷，并将其反馈给上游进行修改和改进。确保检测过程的标准化，有效提高检测效率和检测质量。通过建立评审模板，利用程序将检测过程中的相关信息提取出来，如模型可检测性分析结果，检测过程计划结果，检测过程模拟结果等以特定格式导入评审模板，推送到审查部门审查如果检查成功，相关信息将被编号并以零件模型的形式推送到检查现场。如果没有，反馈将发送到上游进行修改。
4.4检测实施与结果
检查现场应根据检查结果提取与部件编号对应的检测文件，选择夹具并放置部件，并调用相应的检测程序，带动测量设备进行测量。测量设备的实际测量结果是被测部件各部分的坐标值。根据公司的具体要求，创建不同的检验报告模板，根据模板格式导入检验数据，生成检验评估报告。
4.5产品质量分析
基于MBD的数字检测技术可以依靠零件实体，通过检测模型可以实现检测夹具的设置，检测工艺规划，测试程序的准备和模拟，并推送到检测现场，在线生产并且可以并行执行离线检查。这大大缩短了初始检查时间。同时，建立测试结果数据库并进行统计过程控制（SPC）分析，以实现对超差结果的实时预警和超差分析。
5.结束语
航空发动机机匣类零件的数字化检测技术能够有效提高检测设备利用率，实现检测工艺由二維转变为三维，显著缩短产品检测周期，提高检测效率与检测质量。
参考文献
[1]王聪梅，等.航空发动机典型零件机械加工[M].北京：航空工业出版社，2016.