轉(zhuǎn)子葉片立式綜合型面測(cè)具的設(shè)計(jì)

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）

1 傳統(tǒng)的臥式型面樣板檢測(cè)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的立式綜合檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)

臥式型面測(cè)具檢測(cè)葉身型面輪廓度，必須借助型面樣板，通過(guò)型面樣板與葉身或型面測(cè)具肋下基準(zhǔn)面透光的方式來(lái)人為觀察判斷，使用時(shí)極容易產(chǎn)生誤差，人為因素影響較大。偏斜檢測(cè)機(jī)構(gòu)，是通過(guò)平板繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，由擋銷和平板之間的線性值控制確定的；扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是通過(guò)臺(tái)階式插銷的直徑差來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)要求的，兩種機(jī)構(gòu)都只能控制極限值，該測(cè)具加工制造相對(duì)簡(jiǎn)單，但對(duì)葉片的位置度檢測(cè)不夠全面，人為因素影響較大，而且不能讀出偏差的實(shí)際數(shù)值。綜上所述，傳統(tǒng)的臥式型面測(cè)具，僅適用在各項(xiàng)性能要求較低余量大的小批量葉片生產(chǎn)的工序中使用。創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的立式型面綜合測(cè)具，采用立式裝夾定位能克服臥式測(cè)具的葉身容易變形，實(shí)現(xiàn)各截面檢測(cè)樣板限位導(dǎo)向滑動(dòng)，在同一定位夾緊狀態(tài)下檢測(cè)出葉片型面的綜合偏差，采用直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，偏移和扭轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，支座平移，百分表可測(cè)得葉片進(jìn)、排氣邊方向的位移變化值，轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，百分表可測(cè)得角度變化值，葉身盆、背方向的變化量由兩側(cè)的百分表測(cè)得。創(chuàng)新前、后如圖1（a）、（b）所示。

2 立式綜合型面測(cè)具的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)方法

目前各機(jī)種葉片的型面精度要求越來(lái)越高，為了更好的滿足設(shè)計(jì)要求，立式型面綜合測(cè)具的偏移、扭轉(zhuǎn)不但測(cè)量精度提高，而且還能讀出實(shí)際的偏移、扭轉(zhuǎn)誤差值。立式綜合型面測(cè)具的結(jié)構(gòu)如（圖1）（b），主要由以下幾部分組成:①定位及夾緊機(jī)構(gòu)；②偏移、扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；③確定截面位置機(jī)構(gòu)及型面樣板；④測(cè)量機(jī)構(gòu)。定位及夾緊機(jī)構(gòu)：為了便于葉片葉型測(cè)量，將葉片立式放置，用葉片榫頭部分定位，即葉片榫頭兩側(cè)面、底面和一端面，為了安裝和取出葉片方便，采用楔塊原理定位的結(jié)構(gòu)，使葉片定位夾緊力比較穩(wěn)定。當(dāng)安裝葉片時(shí)，向前轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘推動(dòng)楔塊來(lái)實(shí)現(xiàn)葉片定位；取出葉片時(shí)，只要向后轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘拉動(dòng)楔塊向外移動(dòng)，就可以將葉片取出。①偏移、扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；②偏移機(jī)構(gòu)采用直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。葉片的理論位置由插銷實(shí)現(xiàn)，拔下插銷由底板前后的可調(diào)螺釘推動(dòng)支座在底板上滑動(dòng)，兩側(cè)的板條作為導(dǎo)軌，支座帶動(dòng)完全定位的葉片在導(dǎo)軌中移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)葉片進(jìn)、排氣邊方向的偏移，前方裝有一個(gè)百分表，反映葉片沿進(jìn)、排氣邊方向位移的真實(shí)值。

扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是用偏心軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤繞葉型理論中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤下方帶有旋轉(zhuǎn)軸，理論位置用臺(tái)階限位塊控制，臺(tái)階限位塊位于轉(zhuǎn)盤正前方的鍵槽內(nèi)，轉(zhuǎn)盤右側(cè)中心裝有測(cè)量銷，百分表接觸到測(cè)量銷的表面。當(dāng)臺(tái)階限位塊下移，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，百分表反映旋轉(zhuǎn)角度的線性值，完成測(cè)量后，由底板后方的彈簧裝置將轉(zhuǎn)盤復(fù)位到原始狀態(tài)。

（1）確定型面位置機(jī)構(gòu)及型面樣板

葉片各截面的位置由測(cè)具兩側(cè)的兩對(duì)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(dòng)靈活的較小配合間隙，當(dāng)各截面葉盆、葉背型面樣板的后端面與兩對(duì)立板的外側(cè)面齊平時(shí)，為葉片各截面原始型面的位置。通過(guò)測(cè)量各截面型面樣板的后端面與兩側(cè)立板外側(cè)面的相對(duì)差值，直接讀出葉片各截面葉盆、葉背方向的誤差值。葉片型面樣板的型面部分由UG直接采點(diǎn)形成，提高了設(shè)計(jì)效率和型面形成的準(zhǔn)確性，而且直接在三維模型中生成，可以直觀的觀察出樣板與葉身是否發(fā)生干涉，尤其是樣板的倒棱方向。

（2）測(cè)量機(jī)構(gòu)與綜合誤差的檢測(cè)

測(cè)量機(jī)構(gòu)由三部分組成，有葉片進(jìn)、排氣邊方向的偏差測(cè)量機(jī)構(gòu)，有葉片扭轉(zhuǎn)角度的線性測(cè)量機(jī)構(gòu)，還有葉片盆、背方向的偏差測(cè)量機(jī)構(gòu)。葉片進(jìn)、排氣邊方向的偏差測(cè)量由底板前方的百分表實(shí)現(xiàn)。當(dāng)插上插銷時(shí)，百分表調(diào)零，拔下插銷，轉(zhuǎn)動(dòng)底板前后的可調(diào)螺釘推動(dòng)支座在底板上滑動(dòng)，百分表反映葉片沿進(jìn)、排氣邊方向的偏差值。葉片扭轉(zhuǎn)的角度值由測(cè)具右前方的百分表實(shí)現(xiàn)。當(dāng)臺(tái)階限位塊處于轉(zhuǎn)盤位置時(shí)，百分表調(diào)零，當(dāng)臺(tái)階限位塊下移，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，百分表反映旋轉(zhuǎn)角度的線性值，完成測(cè)量后，由底板后方的彈簧裝置將轉(zhuǎn)盤復(fù)位到原始狀態(tài)。

圖1

扭轉(zhuǎn)角度換算關(guān)系式為：а=arctg（X/L）

其中：а為葉片扭轉(zhuǎn)角度；X為百分表讀數(shù)值；L為葉片旋轉(zhuǎn)中心至百分表測(cè)量頭中心的距離。

葉片葉盆、葉背方向的偏移由型面樣板移動(dòng)的位移確定，位移的數(shù)值由兩側(cè)杠桿機(jī)構(gòu)上的百分表讀出。杠桿機(jī)構(gòu)葉盆、葉背兩側(cè)各有一套，具有上下移動(dòng)的可調(diào)功能，實(shí)現(xiàn)每個(gè)截面偏移量的測(cè)量。當(dāng)杠桿的觸頭與立板外側(cè)面接觸時(shí)，百分表調(diào)零；當(dāng)杠桿的觸頭與各截面型面樣板后端接觸時(shí)，反映葉片葉盆或葉背的偏差值。

[1]《航空工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組編[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)》聯(lián)合編寫組編[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1979.