車(chē)宏亮 于 菲 劉 昕 車(chē)延吉

（沈陽(yáng)黎明航發(fā)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

導(dǎo)向葉片盆、背封嚴(yán)槽測(cè)量的設(shè)計(jì)研究

車(chē)宏亮 于 菲 劉 昕 車(chē)延吉

（沈陽(yáng)黎明航發(fā)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

某葉片焊接組合件是航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件中最復(fù)雜的零件之一，同時(shí)也是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵重要零件。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件生產(chǎn)中，必須實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。葉片焊接組合件封嚴(yán)槽加工和檢測(cè)是新機(jī)科研零件有待解決的技術(shù)瓶頸，它的幾何形狀復(fù)雜，加工和檢測(cè)非常困難。一般采用電加工，但是必須先劃線。那么，這種葉片焊接組合件的劃線和檢測(cè)專(zhuān)用工裝的設(shè)計(jì)難度大?，F(xiàn)在某重點(diǎn)型號(hào)導(dǎo)向葉片焊接組合件屬于小批生產(chǎn)研制任務(wù)，必須使用專(zhuān)用工裝加工和檢測(cè)，因此，解決葉片焊接組合件封嚴(yán)槽型面加工和檢測(cè)，也是擺在我們工裝設(shè)計(jì)的技術(shù)難題。

導(dǎo)向葉片封嚴(yán)槽；UG三維模型；測(cè)量設(shè)計(jì)

1 概述

某葉片焊接組合件盆、背安裝板側(cè)面均是空間雙斜面設(shè)計(jì)，在此面上封嚴(yán)槽形狀是不規(guī)則曲線，而在斜切安裝板兩側(cè)并未給出坐標(biāo)曲線形狀，封嚴(yán)槽幾何形狀復(fù)雜， 位置距緣板又非常近，這給加工和檢測(cè)都帶來(lái)一定的困難，成為新機(jī)科研零件有待解決的技術(shù)瓶頸。設(shè)計(jì)圖紙僅給出在發(fā)動(dòng)機(jī)最高母線處截面形狀和封嚴(yán)槽曲線坐標(biāo)點(diǎn)，在雙斜面上檢測(cè)，已經(jīng)是測(cè)量工裝設(shè)計(jì)的難題，而且曲面形狀又是不規(guī)則曲線，用常規(guī)方法計(jì)算曲線座標(biāo)非常復(fù)雜，人工計(jì)算過(guò)去需要浪費(fèi)時(shí)間之多，又保證不了設(shè)計(jì)質(zhì)量。針對(duì)本設(shè)計(jì)要求，我們利用UG建模軟件繪制葉片模型，并導(dǎo)入設(shè)計(jì)給出的坐標(biāo)在斜切安裝板兩側(cè)面上生成封嚴(yán)槽曲線。采用六點(diǎn)定位將封嚴(yán)槽所在斜面放置水平，再利用UG三維建模抽取雙斜面曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)，最后形成型面樣板座標(biāo)點(diǎn)曲線，然后，用樣板既劃線又檢測(cè)，既能保證設(shè)計(jì)速度要求，同時(shí)又能準(zhǔn)確保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，這將會(huì)開(kāi)辟工裝設(shè)計(jì)的新思路。

為提高加工和檢測(cè)速度，保證葉片生產(chǎn)的質(zhì)量，滿足新機(jī)研制和批量生產(chǎn)的要求。

2 研究目標(biāo)

2.1 設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)葉片焊接組合件盆、背安裝板封嚴(yán)槽劃線和檢測(cè)設(shè)計(jì)的測(cè)具設(shè)計(jì)、制造和使用，能夠?qū)崿F(xiàn)葉片焊接組合件封嚴(yán)槽型面及位置尺寸的檢測(cè)要求，從而保證相臨葉片盆、背封嚴(yán)片裝配一致的要求。

2.2 零件類(lèi)型。葉片焊接組合件是三個(gè)葉片成聯(lián)焊接形成，上、下緣板全部都是空間曲面形成，葉片及緣板型面均是無(wú)余量精鑄面；盆、背安裝板側(cè)面均是空間雙斜面。設(shè)計(jì)圖共有三頁(yè)繪制構(gòu)成，在盆、背安裝板側(cè)面均是空間雙斜面設(shè)計(jì)，在此面上封嚴(yán)槽形狀是不規(guī)則曲線，而在斜切安裝板兩側(cè)并未給出坐標(biāo)曲線形狀，封嚴(yán)槽幾何形狀復(fù)雜， 位置距緣板又非常近；該件屬于發(fā)動(dòng)機(jī)零件難加工的復(fù)雜零件之一。

2.3 預(yù)期達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量指標(biāo)。該測(cè)具設(shè)計(jì)研制成功后，將解決我公司導(dǎo)向器葉片封嚴(yán)槽劃線和檢測(cè)沒(méi)有專(zhuān)用測(cè)具檢測(cè)的問(wèn)題，為以后的N聯(lián)件封嚴(yán)槽葉片測(cè)量開(kāi)辟了一個(gè)工裝設(shè)計(jì)的新思路。該測(cè)具測(cè)量精度較高，測(cè)量位置準(zhǔn)確，便于操作，簡(jiǎn)單裝、夾方便快捷。它的研制成功將大大提高葉片加工和檢測(cè)質(zhì)量和速度，省去了以往三坐標(biāo)劃線和檢測(cè)葉片成本高、周期長(zhǎng)，所帶來(lái)的時(shí)間和人力上的浪費(fèi)，縮短了導(dǎo)向葉片焊接組合件新機(jī)研制生產(chǎn)時(shí)間，為導(dǎo)向葉片焊接組合件新機(jī)研制節(jié)省了成本和周期。

3 測(cè)具設(shè)計(jì)分析

3.1 零件分析。工藝規(guī)范要求：盆、背安裝板封嚴(yán)槽型線分兩道工序加工和檢測(cè)，盆向封嚴(yán)槽測(cè)具定位點(diǎn)是外圓弧、上、下安裝板及背向安裝板；而背向封嚴(yán)槽測(cè)具定位點(diǎn)是外圓弧、上、下安裝板及盆向安裝板。

3.2 測(cè)具設(shè)計(jì)難點(diǎn)分析。通過(guò)走訪葉片車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)使用，了解以前機(jī)種同類(lèi)零件加工和檢測(cè)工裝的應(yīng)用情況，一般采用電加工。這樣，把盆、背向安裝板擺在水平位置上，便于封嚴(yán)槽劃線及檢測(cè)封嚴(yán)槽形狀是否合格。用一臺(tái)測(cè)具和一塊樣板，初步擬定了結(jié)構(gòu)，采用六點(diǎn)定位原理，把要檢測(cè)的盆、背向封嚴(yán)槽擺正（即把盆、背向安裝板擺在水平位置上）。根據(jù)設(shè)計(jì)圖和規(guī)范規(guī)定，封嚴(yán)槽形狀公差較大，因此，劃線和測(cè)量方法用樣板實(shí)現(xiàn)合理。封嚴(yán)槽按最大實(shí)體設(shè)計(jì)劃線，電加工完，再用最大封嚴(yán)槽量規(guī)檢測(cè)，封嚴(yán)槽形狀由樣板控制，所以，確定封嚴(yán)槽形狀即其曲線座標(biāo)尤為重要。

建立正確的三維數(shù)模是解決此課題的技術(shù)關(guān)鍵。它直接影響測(cè)具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的位置，以及定位點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)空間的相互位置和形狀。

另外盆、背向安裝板定位面均是雙斜面的關(guān)系，因此，建立正確的定位與測(cè)量位置關(guān)系是解決此課題的技術(shù)難題。

其次，要考慮測(cè)量設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單，便于制造；定位準(zhǔn)確可靠。

3.3 測(cè)具結(jié)構(gòu)分析。根據(jù)工藝規(guī)范要求：盆、背安裝板封嚴(yán)槽型線分兩道工序加工和檢測(cè)。盆、背封嚴(yán)槽測(cè)具定位點(diǎn)全是外圓弧、上、下安裝板各三個(gè)點(diǎn)及背（或盆）向安裝板，因此，外圓弧采用圓柱銷(xiāo)定位，限制徑向方向移動(dòng)；上、下安裝板各三個(gè)點(diǎn)也用圓柱銷(xiāo)端面定位，限制軸向方向移動(dòng)；背（或盆）安裝板限制轉(zhuǎn)動(dòng)的角向定位。

為了保證定位可靠，葉片壓緊機(jī)構(gòu)直接采用螺栓頂緊，既簡(jiǎn)單，又方便；劃線樣板用工藝銷(xiāo)與定位擋銷(xiāo)建立位置關(guān)系。劃線樣板上開(kāi)有封嚴(yán)曲線槽，曲線坐標(biāo)點(diǎn)通過(guò)UG三維數(shù)模直接抽取形成。

3.4 研制過(guò)程中突破的技術(shù)關(guān)鍵。葉片UG三維數(shù)模的建立是解決本測(cè)具設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵。

葉片UG三維數(shù)模的建立既能深入消化理解導(dǎo)向葉片設(shè)計(jì)的要求，又能對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)一步校核，從中掌握測(cè)具設(shè)計(jì)的定位與測(cè)量空間所處位置關(guān)系。在本設(shè)計(jì)三維數(shù)模的建立中，并且能比對(duì)盆、背封嚴(yán)槽型線是否一致。保證本測(cè)具設(shè)計(jì)質(zhì)量準(zhǔn)確可靠。

4 結(jié)果討論與分析

盆、背封嚴(yán)槽測(cè)具通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加工的使用，被檢測(cè)的葉片又與三坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，該測(cè)具能準(zhǔn)確的測(cè)量導(dǎo)向葉片焊接組合件的盆、背封嚴(yán)槽位置和形狀。突破了以往手工計(jì)算不可靠的老舊模式，利用UG三維的創(chuàng)新設(shè)計(jì)；解決加工和檢測(cè)不準(zhǔn)確的難題，使封嚴(yán)槽的加工處于理論正確位置；保證葉片裝配一致，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在我們具備一定的UG三維設(shè)計(jì)能力和工藝相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，通過(guò)對(duì)封嚴(yán)槽測(cè)具設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)更難、更復(fù)雜——導(dǎo)向葉片焊接組合件的測(cè)量需求。雖然結(jié)構(gòu)還有不足之處，但是為今后工裝設(shè)計(jì)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．

[2]航空工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)．

V211

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