静子叶片综合型面测具的设计

孙玉林　　孙海丽　郑　松　钱宝娟（中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁　　沈阳　110043）

静子叶片综合型面测具的设计

孙玉林孙海丽郑松钱宝娟
（中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳110043）

摘要：本文主要介绍了一种效率更高，操作更加方便的静子叶片型面测具。通过对型面测具的定位及夹紧机构、偏移机构、扭转机构以及型面位置机构的结构和使用方法的描述，详细的介绍了该测具的优点及应用方法和理论基础，为静子叶片的测量提供了一种设计理念，为叶片的生产制造提供一个高效的测量手段和方法。

关键词：定位及夹紧机构；偏移机构；扭转机构；型面位置机构

叶片的加工和制造一直是属于技术含量较高的高科技制造领域，叶片与其它类型的零件相比，有其特殊的形状特点和尺寸精度要求。许多叶片型面复杂，曲率变化很大，某些叶片长且薄，加工性能很不好。另外叶片涉及尺寸较多，精度要求高。一个普通的叶片，其叶型往往涉及上百个尺寸、尺寸与尺寸之间又相互发生关联和影响，加工中难以控制。总之，叶片普遍具有材料要求高、形状复杂、技术要求高、加工检测难度大等特点。

本文主要论述了静子叶片的测量技术，根据叶片在设计过程中，不仅允许叶片向叶盆、叶背以及进、排气边方向可以偏移一定的数值的规定，而且允许叶身绕理论中心旋转一定的角度的规定。通过利用UG三维造型软件，建立叶片测具模型，进行仿真模拟设计，提高了静子叶片的检测精度和准确性，为生产制造提供一个高效的测量手段和方法。

1　静子叶片检测需求

从设计结构上来看，静子叶片由上、下安装板及叶盆、叶背的流线型曲面构成。而叶身流线型曲面一般由5～10个设计截面及3～8个径向测量截面构成，所有曲面均为空间三维曲面，曲面形状无法用简单的数学公式表达，设计者多采用样条曲线的方式进行描述。静子叶片由于气动力的需要，对叶身型面非常重视，是检测过程中的必检项目。叶身型面的测量包括叶身形状轮廓度的检测，叶身厚度的检测，以及安装板几何形状尺寸的检测。为了实现以上静子叶片检测的需要，必须设计专用测具针对静子叶片的型面进行测量。传统的三坐标方法就是一种很好的测量方法，但是这种方法存在效率低、操作复杂的缺点，本文将介绍一种针对静子叶片型面测量的检测方法。

2　静子叶片综合型面测具的结构及检测方法

本文设计的静子叶片综合型面测具不仅允许叶片向叶盆、叶背以及进、排气边方向可以偏移一定的数值，而且允许叶身绕理论中心旋转一定的角度，能够更好的满足偏移以及扭转的设计要求，其结构如图1所示，主要由四部分组成：定位及夹紧机构；偏移机构；扭转机构；确定截面位置机构等。

2.1定位及夹紧机构

首先利用夹紧机构对静子叶片进行定位及夹紧，保证叶片的安装和取出方便，具体采用的方法是利用静子叶片叶背方向的上、下缘板两侧面，进气边上、下缘板两端面以及上缘板一端面定位，同时采用拉紧的方式进行压紧，使叶片定位夹紧力比较稳定。当安装叶片时，松开蝶型螺母，将叶片放入测具，同时锁紧蝶型螺母来实现叶片定位。

2.2偏移机构

为了实现对静子叶片的叶盆以及叶背方向的偏移检测，本测具使用了结构更加简单，使用更加方便的直线运动导轨偏移机构。首先利用插销对叶片进行定位，校准叶片的理论位置，然后拔下插销，利用底板两侧的板条作为导轨，并且利用底板前后的可调螺钉推动支座在底板上滑动，最终实现对叶片叶盆、叶背方向的偏移检测。

2.3扭转机构

为了保证叶片在一定条件下能够满足测量要求，本测具设计了一扭转机构，该机构采用了转轴与叶片一体旋转的设计方法。首先利用插销定位的方法，固定转动的初始位置，然后拔出插销，利用两侧挡销来对叶片进行控制，叶片可以向左右旋转，并旋转至挡销位置，通过扭转换算关系，计算出叶片在扭转条件下的位置关系。

扭转角度换算关系式如下：

a=arctg（X/L）

其中：

a—叶片扭转角度；

X—挡销至旋转立板侧面的距离；

L—叶片旋转中心至两挡销中心的距离。

2.4确定型面位置机构

为了测量叶片沿径向不同高度下各截面的截面形状及位置关系，需要设计型面位置机构。该型面位置机构主要由梳板销和梳板座组成。测量时，首先用工作样板插入梳板座上对应的梳板销中，工作样板靠紧测具梳板座两个互相垂直的基面，然后进行透光检查，这样就能够满足测量要求。

图1　静子叶片综合型面测具

结语

静子叶片综合型面测具不仅允许叶片向叶盆、叶背方向可以偏移一定的数值，而且允许叶身绕理论中心旋转一定的角度进行测量，能够更好的满足偏移以及扭转的设计要求。另外，这种测具结构简单，工人操作方便，并且可以保证叶片的测量精度，是一种值得在生产中进行推广的静子叶片型面测具。

参考文献

[1]航空工艺装备设计手册[M].北京：国防工业出版社，1978.

[2]联合编写组.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，1979.

[3]博创设计坊组.UGNX7.5完全自学手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

中图分类号：V434

文献标识码：A