轉子葉片立式綜合型面測具的設計

孫海麗 譚 超 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）

1 傳統的臥式型面樣板檢測與創新設計后的立式綜合檢測的優缺點

臥式型面測具檢測葉身型面輪廓度，必須借助型面樣板，通過型面樣板與葉身或型面測具肋下基準面透光的方式來人為觀察判斷，使用時極容易產生誤差，人為因素影響較大。偏斜檢測機構，是通過平板繞轉軸旋轉，由擋銷和平板之間的線性值控制確定的；扭轉機構是通過臺階式插銷的直徑差來實現檢測要求的，兩種機構都只能控制極限值，該測具加工制造相對簡單，但對葉片的位置度檢測不夠全面，人為因素影響較大，而且不能讀出偏差的實際數值。綜上所述，傳統的臥式型面測具，僅適用在各項性能要求較低余量大的小批量葉片生產的工序中使用。創新設計后的立式型面綜合測具，采用立式裝夾定位能克服臥式測具的葉身容易變形，實現各截面檢測樣板限位導向滑動，在同一定位夾緊狀態下檢測出葉片型面的綜合偏差，采用直線運動導軌，偏移和扭轉在轉臺上實現，支座平移，百分表可測得葉片進、排氣邊方向的位移變化值，轉臺旋轉，百分表可測得角度變化值，葉身盆、背方向的變化量由兩側的百分表測得。創新前、后如圖1（a）、（b）所示。

2 立式綜合型面測具的結構及檢測方法

目前各機種葉片的型面精度要求越來越高，為了更好的滿足設計要求，立式型面綜合測具的偏移、扭轉不但測量精度提高，而且還能讀出實際的偏移、扭轉誤差值。立式綜合型面測具的結構如（圖1）（b），主要由以下幾部分組成:①定位及夾緊機構；②偏移、扭轉機構；③確定截面位置機構及型面樣板；④測量機構。定位及夾緊機構：為了便于葉片葉型測量，將葉片立式放置，用葉片榫頭部分定位，即葉片榫頭兩側面、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構，使葉片定位夾緊力比較穩定。當安裝葉片時，向前轉動螺釘推動楔塊來實現葉片定位；取出葉片時，只要向后轉動螺釘拉動楔塊向外移動，就可以將葉片取出。①偏移、扭轉機構；②偏移機構采用直線運動導軌，結構簡單，使用方便。葉片的理論位置由插銷實現，拔下插銷由底板前后的可調螺釘推動支座在底板上滑動，兩側的板條作為導軌，支座帶動完全定位的葉片在導軌中移動，實現葉片進、排氣邊方向的偏移，前方裝有一個百分表，反映葉片沿進、排氣邊方向位移的真實值。

扭轉機構是用偏心軸帶動轉盤繞葉型理論中心進行旋轉，轉盤下方帶有旋轉軸，理論位置用臺階限位塊控制，臺階限位塊位于轉盤正前方的鍵槽內，轉盤右側中心裝有測量銷，百分表接觸到測量銷的表面。當臺階限位塊下移，轉盤旋轉，百分表反映旋轉角度的線性值，完成測量后，由底板后方的彈簧裝置將轉盤復位到原始狀態。

（1）確定型面位置機構及型面樣板

葉片各截面的位置由測具兩側的兩對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的較小配合間隙，當各截面葉盆、葉背型面樣板的后端面與兩對立板的外側面齊平時，為葉片各截面原始型面的位置。通過測量各截面型面樣板的后端面與兩側立板外側面的相對差值，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直接采點形成，提高了設計效率和型面形成的準確性，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生干涉，尤其是樣板的倒棱方向。

（2）測量機構與綜合誤差的檢測

測量機構由三部分組成，有葉片進、排氣邊方向的偏差測量機構，有葉片扭轉角度的線性測量機構，還有葉片盆、背方向的偏差測量機構。葉片進、排氣邊方向的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。葉片扭轉的角度值由測具右前方的百分表實現。當臺階限位塊處于轉盤位置時，百分表調零，當臺階限位塊下移，轉盤旋轉，百分表反映旋轉角度的線性值，完成測量后，由底板后方的彈簧裝置將轉盤復位到原始狀態。

圖1

扭轉角度換算關系式為：а=arctg（X/L）

其中：а為葉片扭轉角度；X為百分表讀數值；L為葉片旋轉中心至百分表測量頭中心的距離。

葉片葉盆、葉背方向的偏移由型面樣板移動的位移確定，位移的數值由兩側杠桿機構上的百分表讀出。杠桿機構葉盆、葉背兩側各有一套，具有上下移動的可調功能，實現每個截面偏移量的測量。當杠桿的觸頭與立板外側面接觸時，百分表調零；當杠桿的觸頭與各截面型面樣板后端接觸時，反映葉片葉盆或葉背的偏差值。

[1]《航空工藝裝備設計手冊》編寫組編[M].北京：北京國防工業出版社，1978.

[2]《機械設計手冊》聯合編寫組編[M].北京：化學工業出版社，1979.