机械工程学报

作者：裴昊男, 杜思哲, 罗明

单位：1. 西北工业大学航空发动机高性能制造工业和信息化部重点实验室 西安 710072;2. 西北工业大学航空发动机先进制造技术教育部工程研究中心 西安 710072;3. 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 西安 710076

关键词：金属封严环,几何质量,在机检测,点云预处理,特征提取；

基金：国家科技重大专项(2019-VII-0014-0154)和中国航发创新基金(ZZCX-2018-047)资助项目。

金属封严环是一种广泛应用于航空发动机的静密封结构件，其型面成形质量是保证航空发动机密封性能的关键，对减少发动机内流损失、提高发动机推重比具有重要意义。目前，金属封严环成形质量主要采用破坏性抽样终检，缺少成形过程几何质量检测方法，导致无法及时发现其成形缺陷。为解决上述问题，开展了W形金属封严环成形型面几何质量在机检测方法的研究。提出了一种基于多层配准与距离阈值的异形截面轮廓测量点云预处理方法，解决了W形金属封严环截面轮廓测量点云存在的严重异常值、缺失与噪声叠加问题；提出了基于最小面积外接矩形的轮廓几何特征参数提取方法、基于中轴线的壁厚提取方法、基于曲率与预定位的圆特征参数提取方法，实现了封严环截面复杂几何特征的提取。集成所提方法，采用对位安装的双激光轮廓传感器搭建在机测量系统，开发了W形金属封严环在机检测软硬件模块。最后，通过某型W形金属封严环的六个成形道次样件的几何质量检测，验证了本文方法的准确性。与传统破坏性检测结果相比，轮廓几何特征参数的平均相对误差为1.350%，壁厚尺寸的平均相对误差为3.219%，圆特征参数的平均相对误差为1.372%。

来源：2024年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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