試論葉片測具設計模塊化的研究

（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）

試論葉片測具設計模塊化的研究

馮 馳 孫玉偉 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）

從開發葉片立式綜合型面測量夾具設計的模塊化入手，對所有葉片的測量夾具設計進行歸納總結，實現參數化模塊設計的開發，使測量夾具設計圖達到標準化、模塊化、智能化，提升工裝設計速度和質量，保證葉片生產質量。

測量夾具；參數化；模塊化；立式綜合型面

概述

航空發動機葉片是影響發動機功能的重要構造，并且隨著航空發動機技術的發展革新，葉片的種類也隨之增加，在各類技術的支持下，在形狀以及結構上葉片也發生了轉變，而復雜多變的結構也需要預制相適應的技術要求。正是由于這一原因，現代航空發動機葉片在生產制造中要求的精度越來越高、制造難度越來越大，因此在工裝設計中，要求無論質量還是速度都要求與之相適應。通過對立式綜合型面設計同傳統臥式型面設計相比較，可以發現無論在設計周期還是復雜程度上，立式綜合型面設計都較為復雜，但是縱向分析，發現在發動機中各級壓氣機片的設計方式基本一致，能夠固化、統一葉片結構。因此可以總結出，通過現代計算機編程工具、模塊參數功能等，得到相應的壓氣機葉片設計圖紙，使得設計標準化、模塊化、智能化，使壓氣機葉片立式綜合型面測具設計規范化，提升工裝設計的速度和質量。

1 結構分析

由于技術的發展，使得各類設備在精度要求上不斷的提高，而針對航孔發動機這類精密設備更是如此，為了能夠使得葉片滿足設計的要求，在扭轉、偏移上，立式綜合型面測具不但具有高度的緊固要求，同事還能夠對型面實際扭轉值、偏移量同理論數值之間的差讀出。

其測具的結構主要包括：

A定位機構和夾緊機構

B扭轉機構以及偏移機構

C測量機構

D型面樣板結構以及截面位置結構

1.1 定位結構分析、夾緊結構分析

葉片通過榫頭進行定位，立式放置，為了方便測量以及裝夾，夾緊結構的確定以及定位的確定都采用了楔塊原理，保證了葉片的穩定可靠。

1.2 型面位置機構和偏移、扭轉機構的分析

在進行葉片截面型面的設計中，其位置的結構確定應當以立板定位槽為準。應當保證槽的寬度以及高度同樣板的長寬靈活多樣葉片各截面型面位置的設計結構是由兩側立板上的定位槽確定，槽寬和槽高與樣板的寬度和高度保證滑動靈活。若結構后端面同立板外側齊平，那么，便能夠對理論型面位置予以確定。通過對截面型面后端同立板側面之間差值的測量，可以相對讀出型面的誤差。直線運動導軌是偏移機構進行設置時采用的方式，插銷是實現型面理論位置的基礎部件，型面位置可以通過底板的螺釘進行調整，拔下插銷后，對螺釘進行調整，從而推動支座的運動，從而實現葉片的移動，實現葉片進、排氣邊方向的偏移，前方安裝一個百分表，反映葉片沿進、排氣邊方向位移的型面相對誤差值。扭轉機構的旋轉主要是依賴于偏心軸的轉動進行的，轉盤通過偏心軸的帶動繞葉型中心予以運動，這一理論中心的位置的控制通過限位塊進行調整，限位塊的位置在鍵槽中，位于轉盤結構的前方，測量銷設置在轉盤的右側中心位置，測量銷的表面直接同百分表接觸。若限位塊移動方向向下，那么百分表會對旋轉角度值予以反應，底板后方設置有彈簧結構，在測量完畢后，通過該結構將轉盤狀態予以復原。

1.3 測量機構

測量機構的主要組成部分包括用以測量葉片扭轉度的機構、用于測量葉片進氣、排氣方向型面的偏差機構，最后還包括用于測量葉片背以及盆方向的偏差量機構，如圖1、圖2中所表示的結構。葉片進、排氣邊方向的型面偏差測量由底板前方的百分表實現。當插上插銷時，百分表調零，拔下插銷，轉動底板前后的可調螺釘推動支座在底板上滑動 ，百分表反映葉片沿進、排氣邊方向的偏差值。

2 立式綜合型面測具設計過程的編制及操作

立式綜合型面測具設計過程模式可以固化，特別是葉片和測具的建模過程非常繁瑣，且很容易出錯。為了提高設計效率和設計質量，采用VC++2003.NET高級程序設計語言開發了本設計軟件。程序運行的軟件環境為：Windows2000及以上操作系統、.NET Framework 1.1及簡體中文語言包、UG NX7.5大型三維繪圖軟件。

結語

圖1

圖2

通過該項目的深入研究，對測距設計目標予以全面的實現，達到立式綜合型面項目的要求請。同時以新研制要求作為基礎，能夠將此作為典型的模塊結構，在葉片的工裝設計中予以應用、推廣。該項目通過相關計算機程序，根據已知相關參數，對葉片的型面測具結構進行自動化選擇，并通對設計圖相關尺寸參數的計算，生成工作樣圖。從根本上適應新品的開發，保證工裝的速度以及設計的質量。

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

[2]NET高級程序設計語言[M]．北京：機械電子出版社，2002．

[3]田剛．鈦合金高速切削過程中的切削力和表面粗糙度建模及參數優化[D]．山東大學，2010．

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