車宏亮 于 菲 劉 昕 車延吉

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

導(dǎo)向葉片盆、背封嚴(yán)槽測量的設(shè)計研究

車宏亮 于 菲 劉 昕 車延吉

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

某葉片焊接組合件是航空發(fā)動機(jī)零件中最復(fù)雜的零件之一，同時也是航空發(fā)動機(jī)中的關(guān)鍵重要零件。在航空發(fā)動機(jī)零件生產(chǎn)中，必須實行嚴(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專用工裝的設(shè)計難度大?，F(xiàn)在某重點型號導(dǎo)向葉片焊接組合件屬于小批生產(chǎn)研制任務(wù)，必須使用專用工裝加工和檢測，因此，解決葉片焊接組合件封嚴(yán)槽型面加工和檢測，也是擺在我們工裝設(shè)計的技術(shù)難題。

導(dǎo)向葉片封嚴(yán)槽；UG三維模型；測量設(shè)計

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，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，這給加工和檢測都帶來一定的困難，成為新機(jī)科研零件有待解決的技術(shù)瓶頸。設(shè)計圖紙僅給出在發(fā)動機(jī)最高母線處截面形狀和封嚴(yán)槽曲線坐標(biāo)點，在雙斜面上檢測，已經(jīng)是測量工裝設(shè)計的難題，而且曲面形狀又是不規(guī)則曲線，用常規(guī)方法計算曲線座標(biāo)非常復(fù)雜，人工計算過去需要浪費時間之多，又保證不了設(shè)計質(zhì)量。針對本設(shè)計要求，我們利用UG建模軟件繪制葉片模型，并導(dǎo)入設(shè)計給出的坐標(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的坐標(biāo)，最后形成型面樣板座標(biāo)點曲線，然后，用樣板既劃線又檢測，既能保證設(shè)計速度要求，同時又能準(zhǔn)確保證設(shè)計質(zhì)量，這將會開辟工裝設(shè)計的新思路。

為提高加工和檢測速度，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)計要求。通過對葉片焊接組合件盆、背安裝板封嚴(yán)槽劃線和檢測設(shè)計的測具設(shè)計、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 零件類型。葉片焊接組合件是三個葉片成聯(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余量精鑄面；盆、背安裝板側(cè)面均是空間雙斜面。設(shè)計圖共有三頁繪制構(gòu)成，在盆、背安裝板側(cè)面均是空間雙斜面設(shè)計，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)。該測具設(shè)計研制成功后，將解決我公司導(dǎo)向器葉片封嚴(yán)槽劃線和檢測沒有專用測具檢測的問題，為以后的N聯(lián)件封嚴(yán)槽葉片測量開辟了一個工裝設(shè)計的新思路。該測具測量精度較高，測量位置準(zhǔn)確，便于操作，簡單裝、夾方便快捷。它的研制成功將大大提高葉片加工和檢測質(zhì)量和速度，省去了以往三坐標(biāo)劃線和檢測葉片成本高、周期長，所帶來的時間和人力上的浪費，縮短了導(dǎo)向葉片焊接組合件新機(jī)研制生產(chǎn)時間，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 測具設(shè)計分析

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，盆向封嚴(yán)槽測具定位點是外圓弧、上、下安裝板及背向安裝板；而背向封嚴(yán)槽測具定位點是外圓弧、上、下安裝板及盆向安裝板。

3.2 測具設(shè)計難點分析。通過走訪葉片車間現(xiàn)場使用，了解以前機(jī)種同類零件加工和檢測工裝的應(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)槽劃線及檢測封嚴(yán)槽形狀是否合格。用一臺測具和一塊樣板，初步擬定了結(jié)構(gòu)，采用六點定位原理，把要檢測的盆、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)計圖和規(guī)范規(guī)定，封嚴(yán)槽形狀公差較大，因此，劃線和測量方法用樣板實現(xiàn)合理。封嚴(yán)槽按最大實體設(shè)計劃線，電加工完，再用最大封嚴(yán)槽量規(guī)檢測，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。它直接影響測具設(shè)計結(jié)構(gòu)的位置，以及定位點和測量點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量位置關(guān)系是解決此課題的技術(shù)難題。

其次，要考慮測量設(shè)計盡量簡單，便于制造；定位準(zhǔn)確可靠。

3.3 測具結(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。盆、背封嚴(yán)槽測具定位點全是外圓弧、上、下安裝板各三個點及背（或盆）向安裝板，因此，外圓弧采用圓柱銷定位，限制徑向方向移動；上、下安裝板各三個點也用圓柱銷端面定位，限制軸向方向移動；背（或盆）安裝板限制轉(zhuǎn)動的角向定位。

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

3.4 研制過程中突破的技術(shù)關(guān)鍵。葉片UG三維數(shù)模的建立是解決本測具設(shè)計的技術(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)計的要求，又能對設(shè)計圖進(jìn)一步校核，從中掌握測具設(shè)計的定位與測量空間所處位置關(guān)系。在本設(shè)計三維數(shù)模的建立中，并且能比對盆、背封嚴(yán)槽型線是否一致。保證本測具設(shè)計質(zhì)量準(zhǔn)確可靠。

4 結(jié)果討論與分析

盆、背封嚴(yán)槽測具通過對現(xiàn)場加工的使用，被檢測的葉片又與三坐標(biāo)進(jìn)行對比，該測具能準(zhǔn)確的測量導(dǎo)向葉片焊接組合件的盆、背封嚴(yán)槽位置和形狀。突破了以往手工計算不可靠的老舊模式，利用UG三維的創(chuàng)新設(shè)計；解決加工和檢測不準(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

現(xiàn)在我們具備一定的UG三維設(shè)計能力和工藝相關(guān)的基礎(chǔ)知識，通過對封嚴(yán)槽測具設(shè)計、制造、測試和應(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)計積累了寶貴經(jīng)驗。

[1]機(jī)械設(shè)計手冊．

[2]航空工藝裝備設(shè)計手冊．

V211

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