某葉片盆向緣板測具的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

某葉片盆向緣板測具的改進(jìn)設(shè)計(jì)研究

孫海麗 譚 超 鄭 松 錢寶娟

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文主要介紹了新型的某葉片（成聯(lián)）盆向緣板尺寸測具設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過與傳統(tǒng)測具的對比，詳細(xì)的分析了在新型葉片盆向緣板尺寸測具中，高效的六點(diǎn)定位結(jié)構(gòu)的使用方式，簡明夾緊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方法以及有效測量系統(tǒng)的選擇應(yīng)用。通過對以上改進(jìn)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(shè)計(jì)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。該測具的使用可以簡化加工工藝流程，提高產(chǎn)品的測量精度，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高產(chǎn)品加工工作效率。

定位機(jī)構(gòu)；夾緊機(jī)構(gòu)；測量機(jī)構(gòu)

概述

現(xiàn)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(jīng)成為量具設(shè)計(jì)的重要工作之一。某葉片（成聯(lián)）緣板側(cè)面尺寸，直接影響葉片整圈裝配的位置關(guān)系以及葉片間最小燃?xì)馔ǖ烂娣e值，對發(fā)動機(jī)的性能起到至關(guān)重要的作用。特別是葉片盆向緣板，一般在機(jī)加過程中都作為定位基準(zhǔn)，其尺寸測量尤為重要。因此，有效的改善設(shè)計(jì)手段，提高加工精度，就必須改變量具的設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的量具按葉片上、下緣板進(jìn)排氣邊端面水平放置進(jìn)行設(shè)計(jì)，定位、夾緊相對比較簡單，主要考慮葉片取放時不發(fā)生干涉，測具只能用于葉片盆向緣板檢測，機(jī)加還需要在夾具上進(jìn)行，是否加工到位再取下到量具上進(jìn)行測量，這樣反復(fù)取放容易造成累積誤差，影響葉片合格質(zhì)量。為保證葉片（成聯(lián)）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(jìn)行仿真模擬設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)精度和準(zhǔn)確性。該測具采用一次性裝夾定位，能克服機(jī)加、測量重復(fù)定位對測量精度的影響，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，證明其結(jié)構(gòu)的工藝可行性和設(shè)計(jì)技術(shù)性能完全達(dá)到檢測的要求。

1 測量部件

葉片（成聯(lián)）包含上緣板、下緣板和葉身。對于測具設(shè)計(jì)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(diǎn)有上緣板內(nèi)型面上兩點(diǎn)以及葉片葉背截面上一點(diǎn)。測具主要通過以上定位點(diǎn)和定位面對葉片定位并進(jìn)行精確測量，來達(dá)到葉片的加工使用精度。通過以上定位點(diǎn)和定位面的選擇不難發(fā)現(xiàn)，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(fù)雜，這增加了量具定位難度和精確測量的難度。

2 傳統(tǒng)測具

為傳統(tǒng)測具，傳統(tǒng)測具在使用過程中，主要是通過把葉片上、下緣板進(jìn)排氣邊端面水平放置進(jìn)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(jìn)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(jī)加夾具上取下，測量后如果未加工到位，再重新安裝到機(jī)加夾具上進(jìn)行再次加工，這樣操作比較繁瑣，費(fèi)工費(fèi)時，同時反復(fù)的拆裝也增大了零部件尺寸超差的可能。

3 改進(jìn)測具

3.1 改進(jìn)測具的主要結(jié)構(gòu)

為改進(jìn)后測具，主要部件有底板、上下緣板定位斜塊、上緣板內(nèi)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(jī)構(gòu)組成。

3.2 測具定位機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

定位機(jī)構(gòu)的改進(jìn)是本次測具設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)之一，改進(jìn)測具把傳統(tǒng)測具的定位方法改進(jìn)成先進(jìn)的六點(diǎn)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(nèi)型面上采用兩球形銷進(jìn)行定位， 同時葉片葉背截面上一點(diǎn)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(jìn)的六點(diǎn)定位方式的實(shí)現(xiàn)，首先需將葉片盆向緣板擺成水平狀態(tài)，這時，葉片上下緣板進(jìn)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(jìn)行貼合定位，保證端面定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定。

在進(jìn)行端面定位后，需對兩定位點(diǎn)進(jìn)行定位，由于上緣板內(nèi)型面為空間曲面，利用傳統(tǒng)的二維計(jì)算方法來計(jì)算兩定位球中心尺寸非常繁瑣，本文利用三維UG設(shè)計(jì)方式進(jìn)行模擬裝配，快速、準(zhǔn)確的保證兩定位球銷的球面分別與上緣板內(nèi)型面相切于兩給定定位點(diǎn)處。

在保證端面定位和上緣板內(nèi)型面兩點(diǎn)定位的同時，還需要保證葉片葉背截面上一點(diǎn)通過刃口樣板進(jìn)行定位，樣板的刃口面與葉背相切于給定截面的定位點(diǎn)處，需注意倒棱方向不能與葉身發(fā)生干涉現(xiàn)象，定位選擇優(yōu)劣決定了測具的精確性和穩(wěn)定性。本測具通過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，具有良好的性能。

3.3 測具壓緊方式的改進(jìn)

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

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)葉片進(jìn)排氣邊端面水平放置，用兩個快速壓緊機(jī)構(gòu)，改進(jìn)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(jī)構(gòu)，測具結(jié)構(gòu)緊湊，在使用過程中對葉片線切割加工路線沒有影響，改進(jìn)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(jī)構(gòu)的改進(jìn)

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(xiàn)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(jìn)后測具選擇百分表測量機(jī)構(gòu)。

百分表測量機(jī)構(gòu)由表座、表架、杠桿和百分表構(gòu)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(jìn)行打表測量，首先通過兩圓柱銷對表調(diào)零，然后對葉片盆向緣板進(jìn)行測量，這種測量機(jī)構(gòu)測量比較穩(wěn)定、直觀。

4 結(jié)論

本文通過論述新型葉片盆向緣板尺寸測具的改進(jìn)設(shè)計(jì)及其改進(jìn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)表明：4.1通過改進(jìn)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(jī)構(gòu)的改進(jìn)，不僅可以使得量具設(shè)計(jì)更加緊湊，而且可以保證機(jī)加工藝流程的更好實(shí)現(xiàn)；4.3選擇合適的測量機(jī)構(gòu)是量具設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)過程之一，它可以提升測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)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(shè)計(jì)手冊[M]．北京：北京國防工業(yè)出版社，1978．

[2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1979．

[3]UG NX 7．5完全自學(xué)手冊[M]．北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

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