某葉片盆向緣板測具的改進設計研究

（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）

某葉片盆向緣板測具的改進設計研究

孫海麗 譚 超 鄭 松 錢寶娟

（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）

本文主要介紹了新型的某葉片（成聯）盆向緣板尺寸測具設計特點，通過與傳統測具的對比，詳細的分析了在新型葉片盆向緣板尺寸測具中，高效的六點定位結構的使用方式，簡明夾緊機構的應用方法以及有效測量系統的選擇應用。通過對以上改進方法的闡述，論證了新的量具不僅具有量具的測量功能，而且具有夾具的功能；同時為測具的設計提供了一種新的設計思路。該測具的使用可以簡化加工工藝流程，提高產品的測量精度，降低工人的勞動強度，提高產品加工工作效率。

定位機構；夾緊機構；測量機構

概述

現代葉片對加工工藝的要求越來越重視，如何既保證加工尺寸，又提高工作效率，已經成為量具設計的重要工作之一。某葉片（成聯）緣板側面尺寸，直接影響葉片整圈裝配的位置關系以及葉片間最小燃氣通道面積值，對發動機的性能起到至關重要的作用。特別是葉片盆向緣板，一般在機加過程中都作為定位基準，其尺寸測量尤為重要。因此，有效的改善設計手段，提高加工精度，就必須改變量具的設計方法。傳統的量具按葉片上、下緣板進排氣邊端面水平放置進行設計，定位、夾緊相對比較簡單，主要考慮葉片取放時不發生干涉，測具只能用于葉片盆向緣板檢測，機加還需要在夾具上進行，是否加工到位再取下到量具上進行測量，這樣反復取放容易造成累積誤差，影響葉片合格質量。為保證葉片（成聯）盆向緣板尺寸的測量精度，提高工作效率，本文通過采用UG三維造型建立葉片和測具的模型，進行仿真模擬設計，提高了設計精度和準確性。該測具采用一次性裝夾定位，能克服機加、測量重復定位對測量精度的影響，經實際應用，證明其結構的工藝可行性和設計技術性能完全達到檢測的要求。

1 測量部件

葉片（成聯）包含上緣板、下緣板和葉身。對于測具設計過程來說，測具定位的定位面有上、下緣板排氣邊端面，定位點有上緣板內型面上兩點以及葉片葉背截面上一點。測具主要通過以上定位點和定位面對葉片定位并進行精確測量，來達到葉片的加工使用精度。通過以上定位點和定位面的選擇不難發現，該部件定位不僅包含了平面定位，也包含了空間曲面定位，相對定位方法比較復雜，這增加了量具定位難度和精確測量的難度。

2 傳統測具

為傳統測具，傳統測具在使用過程中，主要是通過把葉片上、下緣板進排氣邊端面水平放置進行測量的。在使用過程中，需要先對葉片定位、壓緊，然后校對杠桿表，校對完成后在滑表塊上滑動表座，對葉片的盆向緣板進行測量。該測具只能用于葉片盆向緣板檢測，檢測時需要將零件從機加夾具上取下，測量后如果未加工到位，再重新安裝到機加夾具上進行再次加工，這樣操作比較繁瑣，費工費時，同時反復的拆裝也增大了零部件尺寸超差的可能。

3 改進測具

3.1 改進測具的主要結構

為改進后測具，主要部件有底板、上下緣板定位斜塊、上緣板內型面定位球銷、支塊、葉背截面上的定位樣板、滑表座、滑表塊、對表銷以及壓緊機構組成。

3.2 測具定位機構的改進

定位機構的改進是本次測具設計的主要特點之一，改進測具把傳統測具的定位方法改進成先進的六點定位方法，分別在葉片上、下緣板排氣邊端面采用兩斜面定位塊定位，在上緣板內型面上采用兩球形銷進行定位， 同時葉片葉背截面上一點采用刃口定位，這樣的定位不僅保證葉片加工的方便性，而且保證零件測量的精確性。

為了保證先進的六點定位方式的實現，首先需將葉片盆向緣板擺成水平狀態，這時，葉片上下緣板進排氣端面將與水平面成一單斜角度，利用兩斜面定位塊分別與葉片上下緣板排氣邊端面進行貼合定位，保證端面定位準確、穩定。

在進行端面定位后，需對兩定位點進行定位，由于上緣板內型面為空間曲面，利用傳統的二維計算方法來計算兩定位球中心尺寸非常繁瑣，本文利用三維UG設計方式進行模擬裝配，快速、準確的保證兩定位球銷的球面分別與上緣板內型面相切于兩給定定位點處。

在保證端面定位和上緣板內型面兩點定位的同時，還需要保證葉片葉背截面上一點通過刃口樣板進行定位，樣板的刃口面與葉背相切于給定截面的定位點處，需注意倒棱方向不能與葉身發生干涉現象，定位選擇優劣決定了測具的精確性和穩定性。本測具通過實際應用驗證，具有良好的性能。

3.3 測具壓緊方式的改進

為了使葉片在加工、測量時穩定可靠，必須在設計過程中保證各定位面及定位點充分接觸，并能夠在使用過程中保持住定位狀態。為了達到這一目的，需要在葉片盆向安裝一快速夾緊機構，同時需要在葉片進氣邊端面及葉片上緣板外緣弧處分別安放螺釘壓緊機構，方便葉片取放。

傳統設計葉片進排氣邊端面水平放置，用兩個快速壓緊機構，改進后，葉片盆向緣板水平放置，需要一個快速壓緊和三個固定式螺釘壓緊機構，測具結構緊湊，在使用過程中對葉片線切割加工路線沒有影響，改進后的測具不僅具有測具的功能，同時具有夾具的功能，簡化了加工工藝路線，提高了工作效率。

3.4 測具測量機構的改進

由于定位及夾緊方式的改變，原來的測量基面在測具上是單斜面，而現在的測量基面成為水平平面，杠桿表適用于斜面上測量，百分表適用于水平面上測量，因此改進后測具選擇百分表測量機構。

百分表測量機構由表座、表架、杠桿和百分表構成，表座在兩平行于葉片盆向緣板測量面的水平基面上滑動，通過百分表進行打表測量，首先通過兩圓柱銷對表調零，然后對葉片盆向緣板進行測量，這種測量機構測量比較穩定、直觀。

4 結論

本文通過論述新型葉片盆向緣板尺寸測具的改進設計及其改進設計的特點表明：4.1通過改進定位方式的選擇可以有效的提升測具的使用效率，簡化加工工藝流程，提高加工效率；4.2夾緊機構的改進，不僅可以使得量具設計更加緊湊，而且可以保證機加工藝流程的更好實現；4.3選擇合適的測量機構是量具設計的重要設計過程之一，它可以提升測量的準確性和穩定性，可以使測量更加直觀，更加利于工人操作。

[1]航空工藝裝備設計手冊[M]．北京：北京國防工業出版社，1978．

[2]機械設計手冊[M]．北京：化學工業出版社，1979．

[3]UG NX 7．5完全自學手冊[M]．北京：北京機械工業出版社，2010．

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