导向叶片盆、背封严槽测量的设计研究

车宏亮 于 菲 刘 昕 车延吉

（沈阳黎明航发(集团)有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

导向叶片盆、背封严槽测量的设计研究

车宏亮 于 菲 刘 昕 车延吉

（沈阳黎明航发(集团)有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

某叶片焊接组合件是航空发动机零件中最复杂的零件之一，同时也是航空发动机中的关键重要零件。在航空发动机零件生产中，必须实行严格的质量控制。叶片焊接组合件封严槽加工和检测是新机科研零件有待解决的技术瓶颈，它的几何形状复杂，加工和检测非常困难。一般采用电加工，但是必须先划线。那么，这种叶片焊接组合件的划线和检测专用工装的设计难度大。现在某重点型号导向叶片焊接组合件属于小批生产研制任务，必须使用专用工装加工和检测，因此，解决叶片焊接组合件封严槽型面加工和检测，也是摆在我们工装设计的技术难题。

导向叶片封严槽；UG三维模型；测量设计

1 概述

某叶片焊接组合件盆、背安装板侧面均是空间双斜面设计，在此面上封严槽形状是不规则曲线，而在斜切安装板两侧并未给出坐标曲线形状，封严槽几何形状复杂， 位置距缘板又非常近，这给加工和检测都带来一定的困难，成为新机科研零件有待解决的技术瓶颈。设计图纸仅给出在发动机最高母线处截面形状和封严槽曲线坐标点，在双斜面上检测，已经是测量工装设计的难题，而且曲面形状又是不规则曲线，用常规方法计算曲线座标非常复杂，人工计算过去需要浪费时间之多，又保证不了设计质量。针对本设计要求，我们利用UG建模软件绘制叶片模型，并导入设计给出的坐标在斜切安装板两侧面上生成封严槽曲线。采用六点定位将封严槽所在斜面放置水平，再利用UG三维建模抽取双斜面曲线上点的坐标，最后形成型面样板座标点曲线，然后，用样板既划线又检测，既能保证设计速度要求，同时又能准确保证设计质量，这将会开辟工装设计的新思路。

为提高加工和检测速度，保证叶片生产的质量，满足新机研制和批量生产的要求。

2 研究目标

2.1 设计要求。通过对叶片焊接组合件盆、背安装板封严槽划线和检测设计的测具设计、制造和使用，能够实现叶片焊接组合件封严槽型面及位置尺寸的检测要求，从而保证相临叶片盆、背封严片装配一致的要求。

2.2 零件类型。叶片焊接组合件是三个叶片成联焊接形成，上、下缘板全部都是空间曲面形成，叶片及缘板型面均是无余量精铸面；盆、背安装板侧面均是空间双斜面。设计图共有三页绘制构成，在盆、背安装板侧面均是空间双斜面设计，在此面上封严槽形状是不规则曲线，而在斜切安装板两侧并未给出坐标曲线形状，封严槽几何形状复杂， 位置距缘板又非常近；该件属于发动机零件难加工的复杂零件之一。

2.3 预期达到的技术、经济、质量指标。该测具设计研制成功后，将解决我公司导向器叶片封严槽划线和检测没有专用测具检测的问题，为以后的N联件封严槽叶片测量开辟了一个工装设计的新思路。该测具测量精度较高，测量位置准确，便于操作，简单装、夹方便快捷。它的研制成功将大大提高叶片加工和检测质量和速度，省去了以往三坐标划线和检测叶片成本高、周期长，所带来的时间和人力上的浪费，缩短了导向叶片焊接组合件新机研制生产时间，为导向叶片焊接组合件新机研制节省了成本和周期。

3 测具设计分析

3.1 零件分析。工艺规范要求：盆、背安装板封严槽型线分两道工序加工和检测，盆向封严槽测具定位点是外圆弧、上、下安装板及背向安装板；而背向封严槽测具定位点是外圆弧、上、下安装板及盆向安装板。

3.2 测具设计难点分析。通过走访叶片车间现场使用，了解以前机种同类零件加工和检测工装的应用情况，一般采用电加工。这样，把盆、背向安装板摆在水平位置上，便于封严槽划线及检测封严槽形状是否合格。用一台测具和一块样板，初步拟定了结构，采用六点定位原理，把要检测的盆、背向封严槽摆正（即把盆、背向安装板摆在水平位置上）。根据设计图和规范规定，封严槽形状公差较大，因此，划线和测量方法用样板实现合理。封严槽按最大实体设计划线，电加工完，再用最大封严槽量规检测，封严槽形状由样板控制，所以，确定封严槽形状即其曲线座标尤为重要。

建立正确的三维数模是解决此课题的技术关键。它直接影响测具设计结构的位置，以及定位点和测量点空间的相互位置和形状。

另外盆、背向安装板定位面均是双斜面的关系，因此，建立正确的定位与测量位置关系是解决此课题的技术难题。

其次，要考虑测量设计尽量简单，便于制造；定位准确可靠。

3.3 测具结构分析。根据工艺规范要求：盆、背安装板封严槽型线分两道工序加工和检测。盆、背封严槽测具定位点全是外圆弧、上、下安装板各三个点及背（或盆）向安装板，因此，外圆弧采用圆柱销定位，限制径向方向移动；上、下安装板各三个点也用圆柱销端面定位，限制轴向方向移动；背（或盆）安装板限制转动的角向定位。

为了保证定位可靠，叶片压紧机构直接采用螺栓顶紧，既简单，又方便；划线样板用工艺销与定位挡销建立位置关系。划线样板上开有封严曲线槽，曲线坐标点通过UG三维数模直接抽取形成。

3.4 研制过程中突破的技术关键。叶片UG三维数模的建立是解决本测具设计的技术关键。

叶片UG三维数模的建立既能深入消化理解导向叶片设计的要求，又能对设计图进一步校核，从中掌握测具设计的定位与测量空间所处位置关系。在本设计三维数模的建立中，并且能比对盆、背封严槽型线是否一致。保证本测具设计质量准确可靠。

4 结果讨论与分析

盆、背封严槽测具通过对现场加工的使用，被检测的叶片又与三坐标进行对比，该测具能准确的测量导向叶片焊接组合件的盆、背封严槽位置和形状。突破了以往手工计算不可靠的老旧模式，利用UG三维的创新设计；解决加工和检测不准确的难题，使封严槽的加工处于理论正确位置；保证叶片装配一致，提升产品质量。

结语

现在我们具备一定的UG三维设计能力和工艺相关的基础知识，通过对封严槽测具设计、制造、测试和应用，能够实现更难、更复杂——导向叶片焊接组合件的测量需求。虽然结构还有不足之处，但是为今后工装设计积累了宝贵经验。

[1]机械设计手册．

[2]航空工艺装备设计手册．

V211

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