随着航空工业制造技术的发展和进步,在航空发动机零件生产过程中需要进行小角度圆弧零件的精密测试。例如在零件生产过程中需要很多的大型工装或者夹具,这些工装或者夹具上有时会有圆弧段较短半径较大的圆形基准,这些基准需要通过三坐标来测量其半径的大小,甚至有时候需要定位缺失圆的圆心,相对于其他测量基准的位置,有时还需要测量两个缺失圆的同心度。虽然人们不断进行着测量系统精度的提高与测试软件的开发,昂贵的投入仅仅取得了有限的效果。本文针对小角度圆弧零件的半径测量和圆心定位等问题,开展基于三坐标测量机的有效测量方法的研究,以期为小角度圆弧零件测量提供新的检测途径和精度评估方法。本文首先对小角度圆弧零件测量方法及其在国内外的应用情况进行综述,然后根据四-八级静止叶片T型板的实际测量需求分析,深入研究典型基于三坐标测量机的测量方法,分析了测量精度、测量不确定度以及它们的适用范围,针对典型测量方法,如弓高弦长法、扫描数据拟合法、半径确定的坐标系平移法等方法进行了理论分析和数学模型的构建。其次在理论的指导下进行实验验证,确定了标准环规等精度较高的圆弧形状实验件,制定实验进行的步骤以及顺序,然后根据不同的测量方法处理相应的实验数据,并对各种方法进行系统的分析和对比,指出在特定条件下应该使用哪一种方法,给实际的生产应用提供理论的指导。在此基础上,为了满足四-八级静止叶片T型板的测量精度需求,提出了各种测量方法组合使用的综合测量方案,提升实际应用中小角度圆弧零件的测量精度。最后,将研究结果应用于涡轮风扇发动机的四级-八级静止叶片的生产以及装配过程中,解决生产现场的尺寸以及形状误差检测难题,同时也保证了装配的可靠性,缩短了四级-八级静止叶片T型板加工周期以及整个四级-八级静止叶片扇形段的装配周期。研究结果对涡轮风扇发动机的四级-八级静止叶片扇形段的生产以及装配过程都有非常重要的意义。