阅读说明：本技术 一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具和测量方法 (A kind of the measurement fixture and measurement method of vane foil size and blade tip size ) 是由 金海龙 俞瑞昕 贺文庆 于 2019-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具,其能解决现有航空动叶叶片的叶型尺寸和叶尖尺寸的测量需要对每个叶片都在压力面采点建立测量基准,大批量测量时效率低下的问题。其包括底座、定位组件和夹紧组件,定位组件包括用于定位叶片榫头的压力面的压力面定位块,以及用于定位叶片榫头的背弧侧面的背弧侧定位块；夹紧组件包括顶针和内弧侧压紧杆；顶针由底座上的驱动机构一驱动并向上顶紧叶片的缘板肩膀面,使叶片榫头的压力面与压力面定位块贴紧；内弧侧压紧杆由底座上的驱动机构二驱动并压紧叶片榫头的内弧侧面,使叶片榫头的背弧侧面与背弧侧定位块贴紧。同时,本发明还提供了航空叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量方法。(The present invention provides the measurement fixtures of a kind of vane foil size and blade tip size, the measurement needs of its blade profile size that can solve existing aviation movable vane blade and blade tip size establish measuring basis, the low problem of large quantities of measurement timeliness rates in pressure face sampling site to each blade.It includes pedestal, positioning component and clamping component, and positioning component includes the pressure face locating piece for the pressure face of locating blades tenon, and the back arc side positioning block of the back arc side for locating blades tenon；Clamping component includes thimble and inner arc side compression bar；Thimble is driven by the driving mechanism one on pedestal and is held out against upwards the listrium shoulder face of blade, is adjacent to the pressure face of blade tenon with pressure face locating piece；Inner arc side compression bar is driven by the driving mechanism two on pedestal and is compressed the inner arc side of blade tenon, is adjacent to the back arc side of blade tenon with back arc side positioning block.Meanwhile the present invention also provides the measurement methods of aerial blade blade profile size and blade tip size.)

一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具和测量方法

技术领域

本发明涉及航空精锻叶片加工测量领域，具体为一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具和测量方法。

背景技术

航空动叶叶片是飞机发动机的关键零部件，其叶型尺寸和叶尖尺寸对发动机的性能影响很大，所以行业内通常会对动叶叶片全数检测叶型尺寸和叶尖尺寸。目前行业内采用的检测方法为：利用三坐标测量仪先在叶片榫头压力面或者基准面上采点并反复拟合建立测量基准后，再测量叶型尺寸和叶尖尺寸，但此方法需要对每个叶片都在压力面采点建立测量基准，建立测量基准所需要的时间比较长，大批量测量时效率低下。

发明内容

针对现有航空动叶叶片的叶型尺寸和叶尖尺寸的测量需要对每个叶片都在压力面采点建立测量基准，大批量测量时效率低下的技术问题，本发明提供了一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具，其能使装夹在其上的叶片具有相同的测量基准，无需再对每个叶片单独建立测量基准，大大提高大批量测量时的测量效率，同时，本发明还提供了航空叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量方法。

其技术方案是这样的：

一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具，其特征在于：其包括底座、定位组件和夹紧组件，所述定位组件固定安装在所述底座上，所述定位组件包括用于定位叶片榫头的压力面的压力面定位块，以及用于定位所述叶片榫头的背弧侧面的背弧侧定位块；所述夹紧组件活动安装在所述定位组件上，所述夹紧组件包括顶针和内弧侧压紧杆；所述顶针由所述底座上的驱动机构一驱动并向上顶紧叶片的缘板肩膀面，使所述叶片榫头的压力面与所述压力面定位块贴紧；所述内弧侧压紧杆由所述底座上的驱动机构二驱动并压紧所述叶片榫头的内弧侧面，使所述叶片榫头的背弧侧面与所述背弧侧定位块贴紧。

其进一步特征在于：

所述压力面定位块包括相对设置的进气边压力面定位块和排气边压力面定位块，所述进气边压力面定位块和所述排气边压力面定位块的上部内侧分别设有与所述叶片榫头的进气边压力面和排气边压力面形状相适应的仿形定位面，所述进气边压力面定位块和所述排气边压力面定位块固接为一体并固定安装在所述底座上。

所述背弧侧定位块固定安装在所述压力面定位块的后侧，且其上设有用于贴合所述叶片榫头的背弧侧面的定位平面。

所述进气边压力面定位块和所述排气边压力面定位块之间围合形成有空腔，所述空腔位于所述仿形定位面下方，所述空腔内上下滑动配合安装有顶针滑块，所述顶针滑块的两端分别固定安装有所述顶针，两个所述顶针的上端分别间隙配合穿过所述进气边压力面定位块和所述排气边压力面定位块，分别用于顶紧位于所述叶片榫头两侧的所述缘板肩膀面；所述驱动机构一为竖向气缸，所述竖向气缸固定安装在所述底座上，所述竖向气缸的活塞杆通过竖向连杆与所述顶针滑块的底部固定连接，用于驱动所述顶针滑块上下移动。

两个所述顶针的顶面呈球面。

所述内弧侧压紧杆呈竖向设置在所述压力面定位块的前侧且其上端设有向后延伸的压紧部，所述压紧部用于压紧所述叶片榫头的内弧侧面；所述内弧侧压紧杆的底部开有前后贯通的竖向插槽，所述内弧侧压紧杆的中部左右两侧分别对称开有与所述竖向插槽连通的竖向腰形孔，所述压力面定位块的前侧面上固定安装有压紧杆支座，所述压紧杆支座的前端配合***所述竖向插槽，销轴一穿过所述压紧杆支座的前端且其两端分别间隙配合***两个所述竖向腰形孔内；所述驱动机构二为横向气缸，所述横向气缸固定安装在位于所述压力面定位块后侧的所述底座上，所述横向气缸的活塞杆通过横向连杆穿过所述压力面定位块与所述内弧侧压紧杆的下端铰接。

所述竖向连杆上开有前后贯通的竖向长孔，所述横向连杆可滑动配合的穿过所述竖向长孔，所述横向连杆与所述内弧侧压紧杆的下端通过销轴二铰接。

所述压紧部的后侧面为弧面。

采用上述夹具对航空叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤1、校正基准，将上述夹具固定在三坐标测量仪的工作台上，将航空叶片的标准样件装夹定位于上述夹具上，利用三坐标测量仪根据上述夹具在工作台上的位置建立测量基准坐标系，并测量标准样件的叶型尺寸和叶尖尺寸，将以上测量结果与标准样件的实际值对比，如果标准样件的测量结果与标准样件的实际值的差值不在可接受范围内，则对测量基准坐标系增加补偿值，再重新测量标准样件，重复以上操作，直至标准样件的测量结果与标准样件的实际值的差值在可接受范围内，此时的测量基准坐标系即为校正后的测量基准坐标系；

步骤2、测量叶片，将待测量的航空叶片装夹定位于上述夹具上，利用三坐标测量仪直接采用校正后的测量基准坐标系测量航空叶片的叶型尺寸和叶尖尺寸。

本发明的有益效果是：

本发明的夹具，利用定位组件和夹紧组件能够自动实现对叶片的准确定位和夹紧，装夹快速、稳定可靠，确保每个叶片装夹后都具有相同的测量基准；初次测量时，利用标准样件完成一次校正基准后，即可直接批量测量叶片的叶型尺寸和叶尖尺寸，有效节省传统测量方式中每个零件的压力面采点建立测量基准的时间，从而大大提高叶型尺寸和叶尖尺寸的测量效率。

附图说明

图1为本发明的夹具的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为沿图1中A-A线的剖视图；

图4为沿图2中B-B线的剖视图；

图5为本发明的夹具的整体结构示意图；

图6为叶片的整体结构示意图。

附图标记：1-上底板；2-下底板；3-底座立柱；4-压力面定位块；5-背弧侧定位块；6-顶针；7-内弧侧压紧杆；8-进气边压力面定位块；9-排气边压力面定位块；10-仿形定位面；11-内六角螺钉一；12-圆柱定位销；13-内六角螺钉二；14-定位平面；15-空腔；16-顶针滑块；17-竖向气缸；18-竖向连杆；19-内六角螺钉三；20-压紧部；21-竖向插槽；22-竖向腰形孔；23-压紧杆支座；24-销轴一；25-横向气缸；26-横向气缸底板；27-横向连杆；28-竖向长孔；29-销轴二；30-加工基准；50-叶片；51-叶片榫头；52-进气边压力面；53-排气边压力面；54-缘板肩膀面；55 -内弧侧面。

具体实施方式

见图1至图6，本发明的一种叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量用夹具，其包括底座、定位组件和夹紧组件，底座包括上底板1、下底板2和底座立柱3，定位组件固定安装在底座的上底板1上，定位组件包括用于定位叶片榫头51的压力面的压力面定位块4，以及用于定位叶片榫头51的背弧侧面的背弧侧定位块5；夹紧组件活动安装在定位组件上，夹紧组件包括顶针6和内弧侧压紧杆7；顶针6由底座上的驱动机构一驱动并向上顶紧叶片50的缘板肩膀面54，使叶片榫头51的压力面与压力面定位块4贴紧；内弧侧压紧杆7由底座上的驱动机构二驱动并压紧叶片榫头51的内弧侧面55，使叶片榫头51的背弧侧面与背弧侧定位块5贴紧。

见图3至图4，压力面定位块4包括相对设置的进气边压力面定位块8和排气边压力面定位块9，进气边压力面定位块8和排气边压力面定位块9的上部内侧分别设有与叶片榫头51的进气边压力面52和排气边压力面53形状相适应的仿形定位面10，进气边压力面定位块8和排气边压力面定位块9通过内六角螺钉一11和圆柱定位销12固接为一体，并分别通过内六角螺钉二13固定安装在底座的上底板1上。如此设计，便于压力面定位块的加工，并可确保对叶片榫头的压力面的准确定位。

见图2至图3，背弧侧定位块5的两端分别通过螺钉固定安装在进气边压力面定位块8和排气边压力面定位块9的后侧上部，背弧侧定位块5的内侧中部设有用于贴合叶片榫头51的背弧侧面的定位平面14。如此设计，结构简单，便于安装和加工。

见图4，进气边压力面定位块8和排气边压力面定位块9之间围合形成有空腔15，空腔15位于仿形定位面10下方，空腔15内上下滑动配合安装有顶针滑块16，顶针滑块16的两端分别通过螺钉固定安装有顶针6，两个顶针6的顶面呈球面，两个顶针6的上端分别间隙配合穿过进气边压力面定位块8和排气边压力面定位块9，分别用于顶紧位于叶片榫头51进排气两侧的缘板肩膀面54；驱动机构一为竖向气缸17，竖向气缸17设置在底座的上底板1和下底板2之间并固定安装在上底板1上，竖向气缸17的活塞杆上端同轴固接有竖向连杆18，竖向连杆18的上端与顶针滑块16的底部通过内六角螺钉三19固定连接，竖向气缸17用于驱动顶针滑块16上下移动。如此设计，在竖向气缸的驱动下，两个顶针即可自动、快速的顶紧叶片榫头两侧的缘板肩膀面。

见图1至图4，内弧侧压紧杆7呈竖向设置在压力面定位块4的前侧且其上端设有向后延伸的压紧部20，压紧部20的后侧面为弧面，用于压紧叶片榫头51的内弧侧面55；内弧侧压紧杆7的底部开有前后贯通的竖向插槽21，内弧侧压紧杆7的中部左右两侧分别对称开有与竖向插槽21连通的竖向腰形孔22，压力面定位块4的前侧面上固定安装有压紧杆支座23，压紧杆支座23的前端配合***竖向插槽21，销轴一24穿过压紧杆支座23的前端且其两端分别间隙配合***两个竖向腰形孔22内；驱动机构二为横向气缸25，在位于压力面定位块4后侧的上底板1上固定安装有横向气缸底板26，横向气缸25固定安装在横向气缸底板26上，横向气缸25的活塞杆同轴固接有横向连杆27，竖向连杆18上开有前后贯通的竖向长孔28，横向连杆27可滑动配合的穿过竖向长孔28，横向连杆27的前端与内弧侧压紧杆7的下端通过销轴二29铰接。如此设计，在横向气缸的驱动下，内弧侧压紧杆可自动、快速的转动压紧或松开叶片榫头的内弧侧面，且结构设计紧凑，便于加工和组装。

图4中进气边压力面定位块8上的球形结构为加工基准30。

本发明的采用上述夹具对航空叶片叶型尺寸和叶尖尺寸的测量方法，其包括以下步骤：

步骤1、校正基准，将上述夹具固定在三坐标测量仪的工作台上，将航空叶片的标准样件装夹定位于上述夹具上，利用三坐标测量仪根据上述夹具在工作台上的位置建立测量基准坐标系，并测量标准样件的叶型尺寸和叶尖尺寸，将以上测量结果与标准样件的实际值对比，如果标准样件的测量结果与标准样件的实际值的差值不在可接受范围内，则对测量基准坐标系增加补偿值，再重新测量标准样件，重复以上操作，直至标准样件的测量结果与标准样件的实际值的差值在可接受范围内，以抵消该夹具的制造误差和装配误差，此时的测量基准坐标系即为校正后的测量基准坐标系；

步骤2、测量叶片，将待测量的航空叶片装夹定位于上述夹具上，利用三坐标测量仪直接采用校正后的测量基准坐标系测量航空叶片的叶型尺寸和叶尖尺寸。