叶片观察孔位置度检测的研究

郑 松 钱宝娟 孙海丽 孙玉伟

（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）

某叶片（成联）是发动机零件中最复杂的零件之一，同时也是发动机的关键重要零件，由于该叶片是多个叶片成联精密铸造而成，这就给叶片检测提出了更高的要求，也给工装量具设计带来了一定困难，而且该叶片结构设计复杂，上、下缘板全部是空间曲面形成，测量空间窄小，侧面为双斜面，某叶片的工作状态是盆、背安装板相互搭接。用三坐标测量工具检测某叶片观察孔位置度非常麻烦，由于该叶片观察孔位置为空间位置，必须采用专用测量工装进行测量，了解用户使用要求，熟悉设计图，定位、压紧相对比较简单，考虑叶片取放时不发生干涉，它非常适用于叶片加工生产现场，是一种结构简单，操作方便的检测工具。

为保证某叶片（成联）观察孔位置度测量精度，本文采用UG三维造型建立叶片和测具的模型，进行仿真模拟设计，提高了设计精度和准确性。该测具采用定位夹紧与夹具一致保证加工与测量一致性，经现场使用，证明完全达到检测要求。

1 某叶片的设计要求

1.1 叶片构成

某叶片是由上缘板、叶身型面、下缘板构成，叶片依靠缘板定位安装在轮盘中，并通过缘板斜面相互搭接。

1.2 叶片测量位置设计分析

由于背向缘板与下一个叶片的盆向缘板相搭接，因此第一个叶片的盆向缘板的平面是绕发动机轴线旋转某一角度成为下一个叶片的背向缘板平面。测具设计主要考虑将叶片放置便于检测合适的位置，上缘板孔位置为空间位置，测具考虑将零件摆出便于测量的合理位置。根据设计图和规范规定，位置度公差为φ0.1基准为AHC由于孔公差为+0.05因此测量头需要分组测量。

难点：1.测量孔中心线与Z轴夹角为4度，与水平夹角为25度；

2.测量孔公差为+0.05而位置度公差为φ0.1，考虑如何分组便于制造与检测。

2 测具结构的确定

2.1 定位及压紧的确定

六点定位原理，定位采用在叶片上、下缘板排气边端面AA1面、上缘板径向H面及上缘板C侧面定位。

图1 叶片定位简图

A面用定位座NO：8定位，A1面用2个φ10定位销NO：6上端面定位

H面用2个φ20定位销NO：4定位在φ800.9圆周上

C面用1个φ4定位销NO：3定位

利用三维UG设计进行虚拟装配，快速、准确的保证经向两定位销、側面定位销、底面定位销与零件贴合。

为了使叶片在测量时稳定可靠，必需保证各定位面充分接触，并能够在测量过程中保持定位状态，为了达到这一目标，需要在中间叶片进气边上压紧，在测具一侧安放螺钉压紧机构，方便叶片取放，压紧件使用尼龙材料避免压坏零件。

2.2 测量尺寸的确定

2.2.1 采用功能量规方法检测

按上述将零件定位并压紧，测量使用测量销NO;11，由于测量孔公差为+0.05而位置度公差为φ0.1，需要测量销分组，考虑便于制造与使用在测量销上加测量套，按孔直经更换测量套，测量套与测量销之间0.003～～0.006间隙并用螺纹连结。

以前测量销与衬套之间保持间隙0.005～0.01滑动不灵活有阻滞现象，时间长了更加不灵活，为了使测量销在测量座中滑动灵活使用直线轴承。

由于每一个孔中心线与Z轴夹角为4度，与水平夹角为25度为了使制造时调整方便每一个测量销有独立测量座，避免以前共用一个测量座安装后无法调整毛病。

2.2.2 采用打表方法检测

将测量表座摆放在理论位置，使表杆旋转中心与检测孔理论中心同轴，检测孔位置度时使表杆沿自身旋转中心旋转一周，表杆的变化按比例1：1传递到表上，指示表变化量为孔的位置度，按上述方法分别检测每一个孔并记录数值。

2.3 孔位置度测具采用模块化设计

利用UG三维建模，将孔位置测具各部件设计成参数化模块，改变模块结构尺寸，进行参数化驱动调试；将工装模块进行固化、逻辑智能设计调试设计，以后再设计同类型孔位置测具时，可以提高设计效率，降低成本，缩短设计周期。

结语

将叶片定位用一套测具分别检查上、下缘板六孔位置度，此项设计既简单，方便测量，通过检测应用，达到了良好的效果。采用模块化设计减少同类型孔位置度测具设时间，大大提高了工作效率，也为工装设计开辟了新的设计思路和理念，同时也填补了工装领域的技术空白。

[1]新编金属材料手册[M].机械工业出版社.

[2]量具设计手冊[M].