靜子葉片綜合型面測具的設計

孫玉林　　孫海麗　鄭　松　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）

靜子葉片綜合型面測具的設計

孫玉林孫海麗鄭松錢寶娟
（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）

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、偏移機構、扭轉機構以及型面位置機構的結構和使用方法的描述，詳細的介紹了該測具的優點及應用方法和理論基礎，為靜子葉片的測量提供了一種設計理念，為葉片的生產制造提供一個高效的測量手段和方法。

關鍵詞：定位及夾緊機構；偏移機構；扭轉機構；型面位置機構

葉片的加工和制造一直是屬于技術含量較高的高科技制造領域，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生關聯和影響，加工中難以控制。總之，葉片普遍具有材料要求高、形狀復雜、技術要求高、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，根據葉片在設計過程中，不僅允許葉片向葉盆、葉背以及進、排氣邊方向可以偏移一定的數值的規定，而且允許葉身繞理論中心旋轉一定的角度的規定。通過利用UG三維造型軟件，建立葉片測具模型，進行仿真模擬設計，提高了靜子葉片的檢測精度和準確性，為生產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

從設計結構上來看，靜子葉片由上、下安裝板及葉盆、葉背的流線型曲面構成。而葉身流線型曲面一般由5～10個設計截面及3～8個徑向測量截面構成，所有曲面均為空間三維曲面，曲面形狀無法用簡單的數學公式表達，設計者多采用樣條曲線的方式進行描述。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。為了實現以上靜子葉片檢測的需要，必須設計專用測具針對靜子葉片的型面進行測量。傳統的三坐標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構及檢測方法

本文設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、排氣邊方向可以偏移一定的數值，而且允許葉身繞理論中心旋轉一定的角度，能夠更好的滿足偏移以及扭轉的設計要求，其結構如圖1所示，主要由四部分組成：定位及夾緊機構；偏移機構；扭轉機構；確定截面位置機構等。

2.1定位及夾緊機構

首先利用夾緊機構對靜子葉片進行定位及夾緊，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、下緣板兩側面，進氣邊上、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行壓緊，使葉片定位夾緊力比較穩定。當安裝葉片時，松開蝶型螺母，將葉片放入測具，同時鎖緊蝶型螺母來實現葉片定位。

2.2偏移機構

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

2.3扭轉機構

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

扭轉角度換算關系式如下：

a=arctg（X/L）

其中：

a—葉片扭轉角度；

X—擋銷至旋轉立板側面的距離；

L—葉片旋轉中心至兩擋銷中心的距離。

2.4確定型面位置機構

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系，需要設計型面位置機構。該型面位置機構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值，而且允許葉身繞理論中心旋轉一定的角度進行測量，能夠更好的滿足偏移以及扭轉的設計要求。另外，這種測具結構簡單，工人操作方便，并且可以保證葉片的測量精度，是一種值得在生產中進行推廣的靜子葉片型面測具。

參考文獻

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[2]聯合編寫組.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，1979.

[3]博創設計坊組.UGNX7.5完全自學手冊[M].北京：機械工業出版社，2010.

中圖分類號：V434

文獻標識碼：A