葉型板弦長的測量方法及測具設計研究

謝慶飛 唐曉東 姚紅梅

（中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 概述

如圖1所示，此圖為某T型葉型板線切割工序示意圖，切割方向指向軸心，保證兩側角度D°±22′及葉型孔中心所在截面外圓的弦長尺寸C±0.1和B±0.1。此類零件通常采用止口定位，由于此零件給出測量基準為葉型孔中心位置，所以采用葉型樣條曲線拉伸形成的曲面進行角向定位，同時在葉型板外圓使用雙壓板進行壓緊，最終使用對比測量的方法進行精確測量。

圖1

2 方案確定和裝置設計研究

2.1 定位機構的確定

此T型葉型板內圓為基準且尺寸精度較高，故采用內圓止口貼合定位。被測尺寸為從葉型孔中心所在截面外圓的弦長，所以采用葉型孔葉背樣條曲線沿指向圓心的方向拉伸，形成的定位塊進行角向定位，從而確定了T型葉型板的軸向及徑向的空間位置。

2.2 測量機構

常規尺寸測量方法采用垂直線段測量，通過打表或卡板大端及小端確定尺寸合格與否。而此零件尺寸為葉型孔中心所在截面外圓的弦長，測量尺寸的原點是虛擬的葉型中心點，所以無法使用常規的測量方法，因此該量具采用模擬測量端面然后打表進行對比測量。通過測量模擬端面及實際零件端面尺寸，得出其差值，最終得出實際端面的尺寸。

以上是該量具的定位及測量機構，下面將介紹設計的過程。

2.3 設計過程

2.3.1 首先使用UG按被測零件設計圖尺寸進行三維建模，并確定被測尺寸原點（葉型孔中心點）。通過葉型孔中心點及垂直于發動機軸線做基準面，與葉型板外圓的交線即為葉型孔中心所在截面外圓的弧長。

2.3.2 建立量具軸向定位塊。由于此零件采用內圓止口定位，因此在軸向建立弧形定位塊，使零件的內圓止口與定位塊緊密貼合，起到軸向定位的作用。徑向方向的定位，由于此零件測量的尺寸為葉型中心點（虛擬點）所在截面外圓的弦長，所以在徑向定位上，采用葉型孔葉背曲面擋塊定位，將葉型孔樣條WAVE至擋塊零件圖內，并沿指向中心方向進行拉伸，使拉伸實體與葉型孔完全貼合后，進行修正，使徑向定位塊可輕松插入葉型孔內，并在葉型孔背向完全靠緊，從而控制葉型板徑向位置。

由于此徑向定位塊采用葉型樣條拉伸形成，所以在設計圖給定的尺寸需給出樣條線的坐標點，并且制造時需要樣條曲面檢驗樣板進行檢測，使透光間隙小于0.01，方為合格，如圖2。

2.3.3 壓緊裝置的設計。被測零件通過軸向定位塊及徑向定位塊確定了零件的軸向及角向位置，但在零件的外圓需要用恒力進行壓緊并頂緊，壓板選擇可自動復位的彈簧壓板，當松開螺母后，壓板自行彈起。

2.3.4 對表塊的設計方法。由于此套量具采用對比測量的方法，所以對表塊的設計至關重要。首先，將被測零件的測量端面基準面WAVE至對表塊的零件圖內，其次以此基準面為基準修正對表塊，最終在裝配圖內實現對表塊的面與被測零件的基準面在同一平面內，分別為兩側測量端面的對表塊，使用中，通過測量零件與對表塊的差值，而確定零件的實際尺寸。

圖2

圖3

2.3.5 基座的定位需將基座側面的定位基準面與被測零件端面的中線相平行，保證表座在打表測量時的位移與零件端面的中線平行，從而保證測量數值的準確性。

2.3.6 基準銷的設計。基準銷的給定將方便量具的制造及量具在計量的檢驗，尤其是在比較復雜的量具中，作用更加重要。需要基準銷定位的尺寸有，如圖3：

在設計圖俯視圖上，保證基準銷與軸向定位塊外圓頂點尺寸E1±0.02，并且到外圓中心距離（R1）；及到兩側基座距離分別為E2±0.05和 E3±0.05。

在F向視圖上，保證左側對表塊基準面到基準銷的球心距離為E4±0.005。

在E-E剖視圖上，保證徑向定位塊葉型樣條曲線中心點X向至基準銷球心尺寸（5），及Y向尺寸E5±0.005。

在D-D剖視圖上，保證軸向定位塊上端面至球心距離E6±0.01；右側對表塊基準面至球心距離 E7±0.005。

3 誤差分析

此測具的誤差包括系統誤差和隨機誤差。系統誤差主要包括量具本身的制造誤差；隨機誤差主要來源于測具在使用過程中操作者的視覺誤差；量具的制造誤差時測量誤差的約1/10，所以系統誤差可以忽略不計；該測具定位、測量平穩其隨機誤差可以通過反復測量、讀數、取平均值以降低隨機誤差。

結論

此套量具理論測量結果達到預定目標，其結構合理，使用方便，可靠性好，很好的解決了現場生產中的測量問題。此量具的設計經驗，將為今后同類零件尺寸的測量奠定基礎。

[1] 機械工程手冊/電機工程手冊編輯委員會編.機械工程手冊[M].北京：機械工業出版社.年份.1982.

[2] 航空材料手冊/編寫組.航空材料手冊上、下冊[M].國防工業出版社.1972.