靜子葉片綜合型面測具的設(shè)計

孫玉林　　孫海麗　鄭　松　錢寶娟（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，遼寧　　沈陽　110043）

靜子葉片綜合型面測具的設(shè)計

孫玉林孫海麗鄭松錢寶娟
（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，遼寧沈陽110043）

摘要：本文主要介紹了一種效率更高，操作更加方便的靜子葉片型面測具。通過對型面測具的定位及夾緊機構(gòu)、偏移機構(gòu)、扭轉(zhuǎn)機構(gòu)以及型面位置機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和使用方法的描述，詳細(xì)的介紹了該測具的優(yōu)點及應(yīng)用方法和理論基礎(chǔ)，為靜子葉片的測量提供了一種設(shè)計理念，為葉片的生產(chǎn)制造提供一個高效的測量手段和方法。

關(guān)鍵詞：定位及夾緊機構(gòu)；偏移機構(gòu)；扭轉(zhuǎn)機構(gòu)；型面位置機構(gòu)

葉片的加工和制造一直是屬于技術(shù)含量較高的高科技制造領(lǐng)域，葉片與其它類型的零件相比，有其特殊的形狀特點和尺寸精度要求。許多葉片型面復(fù)雜，曲率變化很大，某些葉片長且薄，加工性能很不好。另外葉片涉及尺寸較多，精度要求高。一個普通的葉片，其葉型往往涉及上百個尺寸、尺寸與尺寸之間又相互發(fā)生關(guān)聯(lián)和影響，加工中難以控制?？傊~片普遍具有材料要求高、形狀復(fù)雜、技術(shù)要求高、加工檢測難度大等特點。

本文主要論述了靜子葉片的測量技術(shù)，根據(jù)葉片在設(shè)計過程中，不僅允許葉片向葉盆、葉背以及進(jìn)、排氣邊方向可以偏移一定的數(shù)值的規(guī)定，而且允許葉身繞理論中心旋轉(zhuǎn)一定的角度的規(guī)定。通過利用UG三維造型軟件，建立葉片測具模型，進(jìn)行仿真模擬設(shè)計，提高了靜子葉片的檢測精度和準(zhǔn)確性，為生產(chǎn)制造提供一個高效的測量手段和方法。

1　靜子葉片檢測需求

從設(shè)計結(jié)構(gòu)上來看，靜子葉片由上、下安裝板及葉盆、葉背的流線型曲面構(gòu)成。而葉身流線型曲面一般由5～10個設(shè)計截面及3～8個徑向測量截面構(gòu)成，所有曲面均為空間三維曲面，曲面形狀無法用簡單的數(shù)學(xué)公式表達(dá)，設(shè)計者多采用樣條曲線的方式進(jìn)行描述。靜子葉片由于氣動力的需要，對葉身型面非常重視，是檢測過程中的必檢項目。葉身型面的測量包括葉身形狀輪廓度的檢測，葉身厚度的檢測，以及安裝板幾何形狀尺寸的檢測。為了實現(xiàn)以上靜子葉片檢測的需要，必須設(shè)計專用測具針對靜子葉片的型面進(jìn)行測量。傳統(tǒng)的三坐標(biāo)方法就是一種很好的測量方法，但是這種方法存在效率低、操作復(fù)雜的缺點，本文將介紹一種針對靜子葉片型面測量的檢測方法。

2　靜子葉片綜合型面測具的結(jié)構(gòu)及檢測方法

本文設(shè)計的靜子葉片綜合型面測具不僅允許葉片向葉盆、葉背以及進(jìn)、排氣邊方向可以偏移一定的數(shù)值，而且允許葉身繞理論中心旋轉(zhuǎn)一定的角度，能夠更好的滿足偏移以及扭轉(zhuǎn)的設(shè)計要求，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由四部分組成：定位及夾緊機構(gòu)；偏移機構(gòu)；扭轉(zhuǎn)機構(gòu)；確定截面位置機構(gòu)等。

2.1定位及夾緊機構(gòu)

首先利用夾緊機構(gòu)對靜子葉片進(jìn)行定位及夾緊，保證葉片的安裝和取出方便，具體采用的方法是利用靜子葉片葉背方向的上、下緣板兩側(cè)面，進(jìn)氣邊上、下緣板兩端面以及上緣板一端面定位，同時采用拉緊的方式進(jìn)行壓緊，使葉片定位夾緊力比較穩(wěn)定。當(dāng)安裝葉片時，松開蝶型螺母，將葉片放入測具，同時鎖緊蝶型螺母來實現(xiàn)葉片定位。

2.2偏移機構(gòu)

為了實現(xiàn)對靜子葉片的葉盆以及葉背方向的偏移檢測，本測具使用了結(jié)構(gòu)更加簡單，使用更加方便的直線運動導(dǎo)軌偏移機構(gòu)。首先利用插銷對葉片進(jìn)行定位，校準(zhǔn)葉片的理論位置，然后拔下插銷，利用底板兩側(cè)的板條作為導(dǎo)軌，并且利用底板前后的可調(diào)螺釘推動支座在底板上滑動，最終實現(xiàn)對葉片葉盆、葉背方向的偏移檢測。

2.3扭轉(zhuǎn)機構(gòu)

為了保證葉片在一定條件下能夠滿足測量要求，本測具設(shè)計了一扭轉(zhuǎn)機構(gòu)，該機構(gòu)采用了轉(zhuǎn)軸與葉片一體旋轉(zhuǎn)的設(shè)計方法。首先利用插銷定位的方法，固定轉(zhuǎn)動的初始位置，然后拔出插銷，利用兩側(cè)擋銷來對葉片進(jìn)行控制，葉片可以向左右旋轉(zhuǎn)，并旋轉(zhuǎn)至擋銷位置，通過扭轉(zhuǎn)換算關(guān)系，計算出葉片在扭轉(zhuǎn)條件下的位置關(guān)系。

扭轉(zhuǎn)角度換算關(guān)系式如下：

a=arctg（X/L）

其中：

a—葉片扭轉(zhuǎn)角度；

X—擋銷至旋轉(zhuǎn)立板側(cè)面的距離；

L—葉片旋轉(zhuǎn)中心至兩擋銷中心的距離。

2.4確定型面位置機構(gòu)

為了測量葉片沿徑向不同高度下各截面的截面形狀及位置關(guān)系，需要設(shè)計型面位置機構(gòu)。該型面位置機構(gòu)主要由梳板銷和梳板座組成。測量時，首先用工作樣板插入梳板座上對應(yīng)的梳板銷中，工作樣板靠緊測具梳板座兩個互相垂直的基面，然后進(jìn)行透光檢查，這樣就能夠滿足測量要求。

圖1　靜子葉片綜合型面測具

結(jié)語

靜子葉片綜合型面測具不僅允許葉片向葉盆、葉背方向可以偏移一定的數(shù)值，而且允許葉身繞理論中心旋轉(zhuǎn)一定的角度進(jìn)行測量，能夠更好的滿足偏移以及扭轉(zhuǎn)的設(shè)計要求。另外，這種測具結(jié)構(gòu)簡單，工人操作方便，并且可以保證葉片的測量精度，是一種值得在生產(chǎn)中進(jìn)行推廣的靜子葉片型面測具。

參考文獻(xiàn)

[1]航空工藝裝備設(shè)計手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，1978.

[2]聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1979.

[3]博創(chuàng)設(shè)計坊組.UGNX7.5完全自學(xué)手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

中圖分類號：V434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A