（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

某葉片盆向緣板測(cè)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(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

本文主要介紹了新型的某葉片（成聯(lián)）盆向緣板尺寸測(cè)具設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過與傳統(tǒng)測(cè)具的對(duì)比，詳細(xì)的分析了在新型葉片盆向緣板尺寸測(cè)具中，高效的六點(diǎn)定位結(jié)構(gòu)的使用方式，簡(jiǎn)明夾緊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方法以及有效測(cè)量系統(tǒng)的選擇應(yīng)用。通過對(duì)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(cè)量功能，而且具有夾具的功能；同時(shí)為測(cè)具的設(shè)計(jì)提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。該測(cè)具的使用可以簡(jiǎn)化加工工藝流程，提高產(chǎn)品的測(cè)量精度，降低工人的勞動(dòng)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(cè)量機(jī)構(gòu)

概述

現(xiàn)代葉片對(duì)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(duì)發(fā)動(dòng)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(cè)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(duì)比較簡(jiǎn)單，主要考慮葉片取放時(shí)不發(fā)生干涉，測(cè)具只能用于葉片盆向緣板檢測(cè)，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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)具采用一次性裝夾定位，能克服機(jī)加、測(cè)量重復(fù)定位對(duì)測(cè)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(cè)的要求。

1 測(cè)量部件

葉片（成聯(lián)）包含上緣板、下緣板和葉身。對(duì)于測(cè)具設(shè)計(jì)過程來說，測(cè)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(cè)具主要通過以上定位點(diǎn)和定位面對(duì)葉片定位并進(jìn)行精確測(cè)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(duì)定位方法比較復(fù)雜，這增加了量具定位難度和精確測(cè)量的難度。

2 傳統(tǒng)測(cè)具

為傳統(tǒng)測(cè)具，傳統(tǒng)測(cè)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(cè)量的。在使用過程中，需要先對(duì)葉片定位、壓緊，然后校對(duì)杠桿表，校對(duì)完成后在滑表塊上滑動(dòng)表座，對(duì)葉片的盆向緣板進(jìn)行測(cè)量。該測(cè)具只能用于葉片盆向緣板檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)需要將零件從機(jī)加夾具上取下，測(cè)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(shí)，同時(shí)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(cè)具

3.1 改進(jìn)測(cè)具的主要結(jié)構(gòu)

為改進(jìn)后測(cè)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(duì)表銷以及壓緊機(jī)構(gòu)組成。

3.2 測(cè)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(cè)具設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)之一，改進(jìn)測(cè)具把傳統(tǒng)測(cè)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(shí)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(cè)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(shí)，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(duì)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(shí)，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(cè)具的精確性和穩(wěn)定性。本測(cè)具通過實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，具有良好的性能。

3.3 測(cè)具壓緊方式的改進(jìn)

為了使葉片在加工、測(cè)量時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)快速壓緊和三個(gè)固定式螺釘壓緊機(jī)構(gòu)，測(cè)具結(jié)構(gòu)緊湊，在使用過程中對(duì)葉片線切割加工路線沒有影響，改進(jìn)后的測(cè)具不僅具有測(cè)具的功能，同時(shí)具有夾具的功能，簡(jiǎn)化了加工工藝路線，提高了工作效率。

3.4 測(cè)具測(cè)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(cè)量基面在測(cè)具上是單斜面，而現(xiàn)在的測(cè)量基面成為水平平面，杠桿表適用于斜面上測(cè)量，百分表適用于水平面上測(cè)量，因此改進(jìn)后測(cè)具選擇百分表測(cè)量機(jī)構(gòu)。

百分表測(cè)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(cè)量面的水平基面上滑動(dòng)，通過百分表進(jìn)行打表測(cè)量，首先通過兩圓柱銷對(duì)表調(diào)零，然后對(duì)葉片盆向緣板進(jìn)行測(cè)量，這種測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)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(cè)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(cè)具的使用效率，簡(jiǎn)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(cè)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(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，可以使測(cè)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(cè)[M]．北京：北京國(guó)防工業(yè)出版社，1978．

[2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[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(cè)[M]．北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

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