導向葉片盆、背封嚴槽測量的設計研究

車宏亮 于 菲 劉 昕 車延吉

（沈陽黎明航發(集團)有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

導向葉片盆、背封嚴槽測量的設計研究

車宏亮 于 菲 劉 昕 車延吉

（沈陽黎明航發(集團)有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

某葉片焊接組合件是航空發動機零件中最復雜的零件之一，同時也是航空發動機中的關鍵重要零件。在航空發動機零件生產中，必須實行嚴格的質量控制。葉片焊接組合件封嚴槽加工和檢測是新機科研零件有待解決的技術瓶頸，它的幾何形狀復雜，加工和檢測非常困難。一般采用電加工，但是必須先劃線。那么，這種葉片焊接組合件的劃線和檢測專用工裝的設計難度大。現在某重點型號導向葉片焊接組合件屬于小批生產研制任務，必須使用專用工裝加工和檢測，因此，解決葉片焊接組合件封嚴槽型面加工和檢測，也是擺在我們工裝設計的技術難題。

導向葉片封嚴槽；UG三維模型；測量設計

1 概述

某葉片焊接組合件盆、背安裝板側面均是空間雙斜面設計，在此面上封嚴槽形狀是不規則曲線，而在斜切安裝板兩側并未給出坐標曲線形狀，封嚴槽幾何形狀復雜， 位置距緣板又非常近，這給加工和檢測都帶來一定的困難，成為新機科研零件有待解決的技術瓶頸。設計圖紙僅給出在發動機最高母線處截面形狀和封嚴槽曲線坐標點，在雙斜面上檢測，已經是測量工裝設計的難題，而且曲面形狀又是不規則曲線，用常規方法計算曲線座標非常復雜，人工計算過去需要浪費時間之多，又保證不了設計質量。針對本設計要求，我們利用UG建模軟件繪制葉片模型，并導入設計給出的坐標在斜切安裝板兩側面上生成封嚴槽曲線。采用六點定位將封嚴槽所在斜面放置水平，再利用UG三維建模抽取雙斜面曲線上點的坐標，最后形成型面樣板座標點曲線，然后，用樣板既劃線又檢測，既能保證設計速度要求，同時又能準確保證設計質量，這將會開辟工裝設計的新思路。

為提高加工和檢測速度，保證葉片生產的質量，滿足新機研制和批量生產的要求。

2 研究目標

2.1 設計要求。通過對葉片焊接組合件盆、背安裝板封嚴槽劃線和檢測設計的測具設計、制造和使用，能夠實現葉片焊接組合件封嚴槽型面及位置尺寸的檢測要求，從而保證相臨葉片盆、背封嚴片裝配一致的要求。

2.2 零件類型。葉片焊接組合件是三個葉片成聯焊接形成，上、下緣板全部都是空間曲面形成，葉片及緣板型面均是無余量精鑄面；盆、背安裝板側面均是空間雙斜面。設計圖共有三頁繪制構成，在盆、背安裝板側面均是空間雙斜面設計，在此面上封嚴槽形狀是不規則曲線，而在斜切安裝板兩側并未給出坐標曲線形狀，封嚴槽幾何形狀復雜， 位置距緣板又非常近；該件屬于發動機零件難加工的復雜零件之一。

2.3 預期達到的技術、經濟、質量指標。該測具設計研制成功后，將解決我公司導向器葉片封嚴槽劃線和檢測沒有專用測具檢測的問題，為以后的N聯件封嚴槽葉片測量開辟了一個工裝設計的新思路。該測具測量精度較高，測量位置準確，便于操作，簡單裝、夾方便快捷。它的研制成功將大大提高葉片加工和檢測質量和速度，省去了以往三坐標劃線和檢測葉片成本高、周期長，所帶來的時間和人力上的浪費，縮短了導向葉片焊接組合件新機研制生產時間，為導向葉片焊接組合件新機研制節省了成本和周期。

3 測具設計分析

3.1 零件分析。工藝規范要求：盆、背安裝板封嚴槽型線分兩道工序加工和檢測，盆向封嚴槽測具定位點是外圓弧、上、下安裝板及背向安裝板；而背向封嚴槽測具定位點是外圓弧、上、下安裝板及盆向安裝板。

3.2 測具設計難點分析。通過走訪葉片車間現場使用，了解以前機種同類零件加工和檢測工裝的應用情況，一般采用電加工。這樣，把盆、背向安裝板擺在水平位置上，便于封嚴槽劃線及檢測封嚴槽形狀是否合格。用一臺測具和一塊樣板，初步擬定了結構，采用六點定位原理，把要檢測的盆、背向封嚴槽擺正（即把盆、背向安裝板擺在水平位置上）。根據設計圖和規范規定，封嚴槽形狀公差較大，因此，劃線和測量方法用樣板實現合理。封嚴槽按最大實體設計劃線，電加工完，再用最大封嚴槽量規檢測，封嚴槽形狀由樣板控制，所以，確定封嚴槽形狀即其曲線座標尤為重要。

建立正確的三維數模是解決此課題的技術關鍵。它直接影響測具設計結構的位置，以及定位點和測量點空間的相互位置和形狀。

另外盆、背向安裝板定位面均是雙斜面的關系，因此，建立正確的定位與測量位置關系是解決此課題的技術難題。

其次，要考慮測量設計盡量簡單，便于制造；定位準確可靠。

3.3 測具結構分析。根據工藝規范要求：盆、背安裝板封嚴槽型線分兩道工序加工和檢測。盆、背封嚴槽測具定位點全是外圓弧、上、下安裝板各三個點及背（或盆）向安裝板，因此，外圓弧采用圓柱銷定位，限制徑向方向移動；上、下安裝板各三個點也用圓柱銷端面定位，限制軸向方向移動；背（或盆）安裝板限制轉動的角向定位。

為了保證定位可靠，葉片壓緊機構直接采用螺栓頂緊，既簡單，又方便；劃線樣板用工藝銷與定位擋銷建立位置關系。劃線樣板上開有封嚴曲線槽，曲線坐標點通過UG三維數模直接抽取形成。

3.4 研制過程中突破的技術關鍵。葉片UG三維數模的建立是解決本測具設計的技術關鍵。

葉片UG三維數模的建立既能深入消化理解導向葉片設計的要求，又能對設計圖進一步校核，從中掌握測具設計的定位與測量空間所處位置關系。在本設計三維數模的建立中，并且能比對盆、背封嚴槽型線是否一致。保證本測具設計質量準確可靠。

4 結果討論與分析

盆、背封嚴槽測具通過對現場加工的使用，被檢測的葉片又與三坐標進行對比，該測具能準確的測量導向葉片焊接組合件的盆、背封嚴槽位置和形狀。突破了以往手工計算不可靠的老舊模式，利用UG三維的創新設計；解決加工和檢測不準確的難題，使封嚴槽的加工處于理論正確位置；保證葉片裝配一致，提升產品質量。

結語

現在我們具備一定的UG三維設計能力和工藝相關的基礎知識，通過對封嚴槽測具設計、制造、測試和應用，能夠實現更難、更復雜——導向葉片焊接組合件的測量需求。雖然結構還有不足之處，但是為今后工裝設計積累了寶貴經驗。

[1]機械設計手冊．

[2]航空工藝裝備設計手冊．

V211

A