CN112360855B - 一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置及方法，该装置包括支撑平台、滑轨、金属增强件支撑组件和叶片支撑组件；所述滑轨设在所述支撑平台顶部，所述金属增强件支撑组件设在所述支撑平台顶部，所述金属增强件支撑组件用以固定所述金属增强件，所述叶片支撑组件滑动设在所述滑轨上且沿所述滑轨的延伸方向可远离和可靠近所述金属增强件支撑组件，所述叶片支撑组件用以固定所述风扇叶片，本发明的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置能够实现金属增强件在复合材料风扇叶片上定位的精确性及一致性。

Description

一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置及方法

技术领域

本发明涉及风扇叶片加工设备技术领域，具体涉及一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置及方法。

背景技术

采用复合材料风扇叶片是实现涡扇发动机更高涵道比和减重的有效途径，但是，复合材料的抗冲击性较差，为了降低复合材料叶片在工作时被鸟类等异物撞击的破损风险，避免纤维损伤导致复合材料分层进而引起叶片失效，需要在叶片前缘布置金属保护边。钛合金具有抗冲击性好、耐腐蚀性好，特别是与碳纤维复合材料具有良好的电化学相容性和相近的热膨胀系数等，是比较理想的复合材料叶片包边防护材料。因此，国外先进的发动机复合材料风扇叶片均采用叶片前缘结合钛合金包边的夹芯结构形式，其界面通常采用胶接工艺。

钛合金加强边传统的胶接工艺是采用手动的方式将其定位在风扇叶片的前缘上，然后抽真空使用袋压胶接固化。但是由于风扇叶片属于变厚度大扭转结构，钛合金加强边属于深V形大扭转薄壁结构，其结构形状都比较复杂；且为了满足气动要求，钛合金加强边的顶部和底部均设计为弧形，因此，采用手动的方式很难实现钛合金加强边在风扇叶片前缘的精确定位。并且手动的定位方式受操作人员的影响极大，很难保证胶接的一致性。此外，使用袋压胶接固化时，压力的作用极易导致钛合金加强边与风扇叶片之间出现相对滑移。

发明内容

本发明实施例提供了一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，满足金属增强件胶接的精确定位和一致性要求。

第一方面，本发明的实施例提出了一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，包括：支撑平台；滑轨，所述滑轨设在所述支撑平台顶部；金属增强件支撑组件，所述金属增强件支撑组件设在所述支撑平台顶部，所述金属增强件支撑组件用以固定所述金属增强件；叶片支撑组件，所述叶片支撑组件滑动设在所述滑轨上且沿所述滑轨的延伸方向可远离和可靠近所述金属增强件支撑组件，所述叶片支撑组件用以固定所述风扇叶片。

根据本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，能够保证金属增强件和风扇叶片在竖直方向相对位置不变，实现金属增强件在复合材料风扇叶片上的定位，还可确保金属增强件在叶片前缘胶接的可控性和一致性。

在一些实施例中，所述叶片支撑组件包括滑动板、第一支撑架、第二支撑架、第一支撑杆、第二支撑杆、第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，所述滑动板滑动设在所述滑轨上，所述第一支撑架和第二支撑架均设在所述滑动板顶部，且所述第一支撑架和第二支撑架在所述滑动板的长度方向上间隔布置，所述第一支撑杆设在所述第一支撑架顶部，所述第一支撑杆沿所述滑动板的长度方向贯穿所述第一支撑部，且所述第一支撑杆在所述滑动板的长度方向上滑动设置，所述第二支撑杆设在所述第二支撑架顶部，所述第二支撑杆沿所述滑动板的长度方向贯穿所述第二支撑部，且所述第二支撑杆在所述滑动板的长度方向上滑动设置，所述第一支撑杆和第二支撑杆在所述滑动板的长度方向上相对布置，且所述第一支撑杆和第二支撑杆之间在所述滑动板的长度方向上可远离和可靠近。

在一些实施例中，所述滑动板上设有第一凹槽，所述叶片支撑组件还包括叶片固定部件，所述叶片固定部件设在所述第一凹槽内，所述叶片固定部件用以固定所述叶片的榫头，所述叶片固定部件包括第一压块和第二压块，所述第一压块和第二压块均通过螺栓与滑动板相连，且所述第一压块和第二压块在所述第一凹槽的宽度方向上间隔布置。

在一些实施例中，所述第一支撑杆邻近所述第二支撑杆的一侧设有软质杆头，所述第二支撑杆邻近所述第一支撑杆的一侧设有软质杆头。

在一些实施例中，所述滑动板上设有锁死部件，所述锁死部件用以固定所述滑动板在所述滑轨上的位置。

在一些实施例中，所述金属增强件支撑组件包括底座、支撑块、多个第一定位部件和多个第二定位部件，所述底座与所述支撑平台相连，所述支撑块设在所述底座的顶部，所述支撑块上设有第二凹槽，所述第二凹槽的开口朝向所述叶片支撑组件，且所述第二凹槽沿所述支撑块的高度方向延伸，所述支撑块底部设有凸台，所述凸台设在所述第二凹槽内，所述凸台用以支撑所述金属增强件底部，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件均设在所述第二凹槽内，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件均在所述第二凹槽的延伸方向上间隔布置，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件在所述凹槽的宽度方向上间隔布置且一一对应，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件在所述凹槽的宽度方向上可远离或可靠近用以对所述金属增强件的定位和固定。

在一些实施例中，所述第一定位部件包括第一定位块、第一拧紧螺栓和第一顶紧螺栓，所述第一顶紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第一拧紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第一定位块与所述第一拧紧螺栓伸入所述第二凹槽的一端相连，所述第二定位部件包括第二定位块、第二拧紧螺栓和第二顶紧螺栓，所述第二顶紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第二拧紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第二定位块与所述第二拧紧螺栓伸入所述第二凹槽的一端相连，所述第一定位块和所述第二定位块在所述凹槽的宽度方向上可远离或可靠近用以对所述金属增强件的定位和固定，且多个所述第一定位块和多个所述第二定位块的相对的一侧所围成的轮廓与金属增强件的外轮廓相适配。

在一些实施例中，所述金属增强件支撑组件还包括多个第一吸力格栅和多个第二吸力格栅，多个所述第一吸力格栅设在第一定位块邻近所述第二定位块的一侧，且多个所述第一吸力格栅与多个所述第一定位块的数量相同，多个所述第二吸力格栅设在第二定位块邻近所述第一定位块的一侧，且多个所述第二吸力格栅与多个所述第二定位块的数量相同，多个所述第一吸力格栅和多个所述第二吸力格栅用以吸附所述金属增强件。

在一些实施例中，所述金属增强件支撑组件还包括限位部件，所述限位部件设在所述底座上且位于所述支撑块下方，所述限位部件用以限定所述叶片支撑组件的位置。

第二方面，本发明的实施例提出了一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法，利用上述实施例的所述复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，包括如下步骤：

步骤1：将所述风扇叶片的榫头和叶身夹持并定位在所述叶片支撑组件上；

步骤2：在所述风扇叶片的前缘表面粘贴胶膜；

步骤3：将所述金属增强件定位并夹紧在金属增强件支撑组件中；

步骤4：使所述叶片支撑组件在所述滑轨上朝向着所述金属增强件支撑组件移动，将固定在所述叶片支撑组件上的所述风扇叶片的前缘定位到所述金属增强件中，从而完成风扇叶片与金属增强件的胶接定位。

根据本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法，能够保证金属增强件和风扇叶片在竖直方向相对位置不变，实现金属增强件在复合材料风扇叶片上的定位，还可确保金属增强件在叶片前缘胶接的可控性和一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中风扇叶片的结构示意图；

图2是本发明实施例中金属增强件的结构示意图；

图3是风扇叶片与金属增强件胶接后的结构示意图；

图4是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置结构示意图，且叶片支撑组件和金属增强件相分离；

图5是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置结构示意图，且叶片支撑组件和金属增强件相接触；

图6是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置结构示意图，且不包含金属增强件支撑组件；

图7是图6中所示复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置的右视结构示意图，包含风扇叶片且不包含金属增强件支撑组件；

图8是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置结构示意图，包含金属增强件且不包含叶片支撑组件；

图9是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置中滑动板的俯视示意图；

图10是图9中所示滑动板的A-A截面的剖视示意图；

图11是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置中金属增强件支撑组件的结构示意图；

图12是图11中所示金属增强件支撑组件的左视示意图；

图13是图12中所示金属增强件支撑组件A-A截面的剖视示意图；

图14是本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置中金属增强件支撑组件中的第一定位块的结构示意图；

图中：

支撑平台1，滑轨2，

金属增强件支撑组件3，底座31，支撑块32，第二凹槽321，凸台322，第一定位部件33，第一定位块331，第一拧紧螺栓332，第一顶紧螺栓333，第二定位部件34，第二定位块341，第二拧紧螺栓342，第二顶紧螺栓343，第一吸力格栅35，限位部件36，

叶片支撑组件4，滑动板41，第一凹槽411，第一支撑架42，第二支撑架43，第一支撑杆44，第二支撑杆45，第一锁紧螺栓46，第二锁紧螺栓47，叶片固定部件48，第一压块481，第二压块482，

叶片5，叶片榫头端面51，叶片榫头底面52，叶片的前缘53，金属增强件6，增强件鼻锥61，增强件凸缘62，车轮7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1至图14所示是本发明实施例的本发明的实施例提出了一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置包括支撑平台1、滑轨2、金属增强件支撑组件3和叶片支撑组件4。

如图4所示，支撑平台1的上端面为水平面。优选地，支撑平台1的下端还设有用于支撑平台1移动的万向轮。通过设置万向轮便于支撑平台1的移动。

滑轨2设在支撑平台1顶部。如图4所示，滑轨2沿图4中所示的左右方向水平移动，滑轨2为两条，两条滑轨2沿图4中所示的前后方向间隔布置且两条滑轨2相互平行。

金属增强件支撑组件3设在支撑平台1顶部，金属增强件支撑组件3用以固定金属增强件6。如图4所示，金属增强件支撑组件3设在滑轨2的左端，且金属增强件支撑组件2与支撑平台1之间的位置相对固定。

叶片支撑组件4滑动设在滑轨2上且沿滑轨2的延伸方向可远离和可靠近金属增强件支撑组件2，叶片支撑组件4用以固定风扇叶片5。如图4所示，叶片支撑组件4设在两条滑轨2之间，叶片支撑组件4沿图4中所示的左右方向滑动设置从而远离或靠近金属增强件支撑组件2。

根据本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，通过设置叶片支撑组件4和金属增强件支撑组件3能够保证金属增强件6和风扇叶片5在竖直方向相对位置不变，实现金属增强件6在复合材料风扇叶片5上的定位，还可确保金属增强件6在叶片5前缘胶接的可控性和一致性。

在一些实施例中，叶片支撑组件4包括滑动板41、第一支撑架42、第二支撑架43、第一支撑杆44、第二支撑杆45、第一锁紧螺栓46和第二锁紧螺栓47，滑动板41滑动设在滑轨2上，第一支撑架42和第二支撑架43均设在滑动板41顶部，且第一支撑架42和第二支撑架43在滑动板41的长度方向上(如图6中所示的前后方向)间隔布置，第一支撑杆44设在第一支撑架42顶部，第一支撑杆44沿滑动板41的长度方向贯穿第一支撑部，且第一支撑杆44在滑动板41的长度方向上滑动设置，第二支撑杆45设在第二支撑架43顶部，第二支撑杆45沿滑动板41的长度方向贯穿第二支撑部，且第二支撑杆45在滑动板41的长度方向上滑动设置，第一支撑杆44和第二支撑杆45在滑动板41的长度方向上相对布置，且第一支撑杆44和第二支撑杆45之间在滑动板41的长度方向上可远离和可靠近。

如图6所示，滑动板41设在两条滑轨2之间，滑动板41沿左右方向水平滑动，滑动板41下端设有车轮，车轮与滑轨2相连，通过设置车轮，提高滑动板41水平移动的稳定性和顺畅性。

第一支撑架42和第二支撑架43均竖直设在滑动板41的上端，且第一支撑架42和第二支撑架43在上下方向上的尺寸相同，第一支撑杆44沿前后方向穿过第一支撑架42的顶部，且第一支撑杆44为两个，两个第一支撑杆44在前后方向上间隔布置且两者平行设置，第一支撑杆44顶部还设有用于限定第一支撑杆44在前后方向上位置的螺栓，螺栓的下端至少可部分伸入第一支撑架42的顶部。

第二支撑杆45沿前后方向穿过第二支撑架43的顶部，且第二支撑杆45为两个，两个第二支撑杆45在前后方向上间隔布置且两者平行设置，第二支撑杆45顶部还设有用于限定第二支撑杆45在前后方向上位置的螺栓，螺栓的下端至少可部分伸入第二支撑架43的顶部。两个第一支撑杆44和两个第二支撑杆45一一对应。可以理解的是，本申请中的第一支撑杆44和第二支撑杆45的个数并不显于此，当第一支撑杆44和第二支撑杆45均为多个时，多个第一支撑杆44可以沿左右方向间隔布置，也可以沿上下方向间隔布置，多个第二支撑杆45可以沿左右方向间隔布置，也可以沿上下方向间隔布置，即使第一支撑杆44和第二支撑杆45均为多个，多个第一支撑杆44和多个第二支撑杆45也是一一对应，即多个第一支撑杆44和多个第二支撑杆45的位置和数量均对应。

本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置通过设置第一支撑杆44和第二支撑杆45可以对风扇叶片5实施多点定位和支撑，提高风扇叶片5定位精准性。

在一些实施例中，滑动板41上设有第一凹槽411，叶片支撑组件4还包括叶片固定部件48，叶片固定部件48设在第一凹槽411内，叶片固定部件48用以固定叶片5的榫头，叶片固定部件48包括第一压块481和第二压块482，第一压块481和第二压块482均通过螺栓与滑动板41相连，且第一压块481和第二压块482在第一凹槽411的宽度方向上间隔布置。如图6和图7所示，第一凹槽411设在滑动板41的上端面，第一凹槽411的延伸方向沿左右方向倾斜设置，第一凹槽411的内轮廓与叶片5的底部的外轮廓相适配，第一凹槽411的长度与叶片5底部的长度相适配。

如图7、图9和图10所示，第一凹槽411为燕尾槽，第一压块481和第二压块482沿图9所示的左右方向间隔布置，第一压块481和第二压块482的厚度为D1，叶片榫头端面51与叶片榫头底面52在上下方向上的尺寸为d1，D1＝d1－(0.5～1mm)，即第一压块481和第二压块482的厚度比叶片榫头端面51与叶片榫头底面52在上下方向上的尺寸小0.5～1mm，从而确保第一压块481和第二压块482能够更加稳定的压紧和固定叶片5底部。

在一些实施例中，第一支撑杆44邻近第二支撑杆45的一侧设有软质杆头，第二支撑杆45邻近第一支撑杆44的一侧设有软质杆头。如图6所示，第一支撑杆44的前端设有软质杆头，第二支撑杆45的后端设有软质杆头，软质杆头的材料可以为橡胶或泡沫，可以理解的是，本申请中的软质杆头的材料并不限于此，只要是柔性材料均可使用。本发明实施例通过设置软质杆头，一方面避免第一支撑杆44和第二支撑杆45在对叶片5外表面施压时造成其变形或表面损伤，另一方面还可使风扇叶片5在进入所述金属增强件支撑组件2时可以进行轻微的角度调整。

在一些实施例中，滑动板41上设有锁死部件(未示出)，锁死部件用以固定滑动板41在滑轨2上的位置。本发明中的锁死部件现有技术中的用于锁死滑块或滑动平台的锁死装置或结构，可以理解的是，本发明中的锁死部件只要能够限定滑动板41在滑轨2上位置均可使用。

在一些实施例中，金属增强件支撑组件3包括底座31、支撑块32、多个第一定位部件33和多个第二定位部件34。

底座31与支撑平台1相连，支撑块32设在底座31的顶部，支撑块32上设有第二凹槽321，第二凹槽321的开口朝向叶片支撑组件4，且第二凹槽321沿支撑块32的高度方向延伸，支撑块32底部设有凸台322，凸台322设在第二凹槽321内，凸台322用以支撑金属增强件6底部，多个第一定位部件33和多个第二定位部件34均设在第二凹槽321内，多个第一定位部件33和多个第二定位部件34均在第二凹槽321的延伸方向上(如图11中所示的上下方向)间隔布置，多个第一定位部件33和多个第二定位部件34在凹槽的宽度方向上(如图11中所示的前后方向)间隔布置且一一对应，多个第一定位部件33和多个第二定位部件34在凹槽的宽度方向上可远离或可靠近用以对金属增强件6的定位和固定。

如图5所示，支撑块32沿上下方向竖直设在底座31上端，第二凹槽321沿上下方向延伸。如图13所示，第二凹槽321的底部设有凸台322。本发明实施例通过设置多个第一定位部件33和多个第二定位部件34实现对金属增强件6的多点定位和固定，能够更加稳定的固定金属增强件6。

在一些实施例中，第一定位部件33包括第一定位块331、第一拧紧螺栓332和第一顶紧螺栓333，第一顶紧螺栓333至少可部分伸入第二凹槽321内且在第二凹槽321的宽度方向上可移动，第一拧紧螺栓332至少可部分伸入第二凹槽321内且在第二凹槽321的宽度方向上可移动，第一定位块331与第一拧紧螺栓332伸入第二凹槽321的一端相连，即第一定位块331的后端与第一拧紧螺栓332的前端相连。

如图11所示，第一拧紧螺栓332和第一顶紧螺栓333的前端均可部分伸入第二凹槽321内，第一拧紧螺栓332的前端与第一定位块331的后端面相连，第一顶紧螺栓333用于定位并顶紧增强件鼻锥61，第一拧紧螺栓332用于带动第一定位块331在凹槽内沿前后方向移动从而定位增强件凸缘62。多个第一顶紧螺栓333和多个第一拧紧螺栓332在上下方向上交替布置。第一定位块331的后端面为平面，第一定位块331的前端面为曲面，第一定位块331的厚度大体等于第二凹槽321的深度。

第二定位部件34包括第二定位块341、第二拧紧螺栓342和第二顶紧螺栓343，第二顶紧螺栓343至少可部分伸入第二凹槽321内且在第二凹槽321的宽度方向上可移动，第二拧紧螺栓342至少可部分伸入第二凹槽321内且在第二凹槽321的宽度方向上可移动，第二定位块341与第二拧紧螺栓342伸入第二凹槽321的一端相连，第二定位块341前端与第二拧紧螺栓342的后端相连。

第二拧紧螺栓342和第二顶紧螺栓343的后端均可部分伸入第二凹槽321内，第二拧紧螺栓342的后端与第二定位块341的前端面相连，第二顶紧螺栓343用于定位并顶紧增强件鼻锥61，第二拧紧螺栓342用于带动第二定位块341在凹槽内沿前后方向移动从而定位增强件凸缘62。多个第二顶紧螺栓343和多个第二拧紧螺栓342在上下方向上交替布置。第二定位块341的前端面为平面，第二定位块341的后端面为曲面，第二定位块341的厚度大体等于第二凹槽321的深度。

第一定位块331和第二定位块341在凹槽的宽度方向上可远离或可靠近用以对金属增强件6的定位和固定，且多个第一定位块331和多个第二定位块341的相对的一侧所围成的轮廓与金属增强件6的外轮廓相适配。多个第一定位块331的前端面和多个第二定位块341的后端面所围成的轮廓与金属增强件6的内轮廓相适配。

本发明实施例通过设置多个第一定位块331和多个地位定位块，能够在第一定位块331和第二定位块341施加压力时金属增强件6与贴有胶膜的叶片5能够更好的接触，而减轻叶片5轮廓的不一致造成的影响。

在一些实施例中，第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342上设置有行程终止结构，用以保证金属增强件6的形状，避免胶膜被压扁，还可保证胶膜的最小需求厚度。本发明中的行程终止结构用于约束第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342的在左右(如图11)方向上的最小距离，本发明实施例的行程终止结构可以为现有的限位销或沿左右方向仅设置一定长度的螺纹或沿左右方向在一定长度上增加凸起。

在一些实施例中，第一定位块331的前端和第二定位块341的后端均设有柔性层，柔性层的厚度为2～3mm，柔性层避免金属增强件6在第一定位块331和第二定位块341在对金属增强件6表面施压时造成金属增强件6变形或表面损伤。

在一些实施例中，金属增强件支撑组件3还包括多个第一吸力格栅35和多个第二吸力格栅(未示出)，多个第一吸力格栅35设在第一定位块331邻近第二定位块341的一侧，且多个第一吸力格栅35与多个第一定位块331的数量相同，多个第二吸力格栅设在第二定位块341邻近第一定位块331的一侧，且多个第二吸力格栅与多个第二定位块341的数量相同，多个第一吸力格栅35和多个第二吸力格栅用以吸附金属增强件6。如图14所示，第一吸力格栅35均匀的分布在第一定位块331的前端曲面上，第一吸力格栅35和第二吸力格栅的结构相同。本申请中的吸力格栅为带有多个小孔的真空吸盘，真空吸盘与真空装置相连。

在一些实施例中，金属增强件支撑组件3还包括限位部件36，限位部件36设在底座31上且位于支撑块32下方，限位部件36用以限定叶片支撑组件4的位置。如图11所示，限位部件36设在底座31的左端，且限位部件36设在支撑块32的下方，限位部件36可以为限位开关或限位销。

下面参照图1至图14描述本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置的使用方法。

首先，将装置移到金属增强件6胶接区，将叶片支撑组件4向远离金属增强件支撑组件3的方向运动，叶片支撑组件4和金属增强件支撑组件3在左右方向上保持一定距离；

接着，打开金属增强件支撑组件3上的第一顶紧螺栓333、第一拧紧螺栓332、第二顶紧螺栓343和第二拧紧螺栓342，保持第一定位块331和第二定位块341的开敞。将金属增强件6放置在金属增强件支撑组件3中，金属增强件6底部搁置在凸台322上，分别拧紧第一顶紧螺栓333和第二顶紧螺栓343，使第一顶紧螺栓333和第二顶紧螺栓343均顶紧增强件鼻锥61，以此来固定金属增强件6。依次拧紧第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342，使第一定位块331和第二定位块341与增强件凸缘62相接触。

打开真空装置，真空装置与第一吸力格栅35和第二吸力格栅相连，利用真空吸力使第一定位块331上的第一吸力格栅35和第二定位块341上的第二吸力格栅分别吸住增强件凸缘62。

随后，松开第一压块481和第二压块482上的螺栓，取下第一压块481和第二压块482，使第一凹槽411打开，打开第一支撑杆44和第二支撑杆45，即使第一支撑杆44和第二支撑杆45相互分离，将叶片5的榫头放入第一凹槽411中，使叶片榫头底面52与第一凹槽411底部相贴合，拧紧螺栓，使第一压块481和第二压块482下移压紧叶片榫头端面51，以此来固定叶片5榫头。拧紧第一支撑杆44和第二支撑杆45，使第一支撑杆44和第二支撑杆45顶紧风扇叶片5的叶身，以此来固定叶片5的叶身。

随后，在叶片的前缘53表面贴上胶膜。

使叶片支撑组件4朝向金属增强件支撑组件3运动，在叶片5前缘即将接触到金属增强件6凸缘时，依次缓慢打开金属增强件支撑组件3上的第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342，在第一定位块331上的第一吸力格栅35和第二定位块341上的第二吸力格栅的吸力作用下，金属增强件6凸缘会被轻轻打开一定角度，保证叶片5前缘可以顺利进入金属增强件6，继续使叶片支撑组件4朝向金属增强件支撑组件3运动，直至滑动板41与金属增强件支撑组件3下方的限位部件36接触，通过锁死部件锁死滑动板41，使滑动板41在滑轨2上不会发生位移。随后，依次拧紧第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342，使第一定位块331和第二定位块341压紧金属增强件6凸缘。还可通过操作第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342来控制胶层厚度。随后，裁掉叶片5前缘多余胶膜，在金属增强件6以外区域贴上隔离材料避免胶膜受热后流动污染叶片5。

最后，按照胶膜的固化工艺参数，使胶膜受热固化，并冷却。固化后，关闭真空装置，依次打开金属增强件支撑组件2的第一顶紧螺栓333、第一拧紧螺栓332、第二顶紧螺栓343和第二拧紧螺栓342，打开锁死部件，使叶片支撑组件4向远离金属增强件支撑组件2的方向运动，其后打开第一支撑杆44和第二支撑杆45，松开第一压块481和第二压块482上的螺栓，将第一压块481和第二压块482去除，并将叶片5从叶片支撑组件4中取出。

第二方面，本发明的实施例提出了一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法，利用上述实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，包括如下步骤：

步骤1：将风扇叶片5的榫头和叶身夹持并定位在叶片支撑组件4上；

步骤2：在风扇叶片的前缘53表面粘贴胶膜；

步骤3：将金属增强件6定位并夹紧在金属增强件支撑组件2中；

步骤4：使叶片支撑组件4在滑轨2上朝向着金属增强件支撑组件2移动，将固定在叶片支撑组件4上的风扇叶片的前缘53定位到金属增强件6中，从而完成风扇叶片5与金属增强件6的胶接定位。

根据本发明实施例的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法，能够保证金属增强件6和风扇叶片5在竖直方向相对位置不变，实现金属增强件6在复合材料风扇叶片5上的定位，还可确保金属增强件6在叶片5前缘胶接的可控性和一致性。

下面结合一具体实施例描述本发明的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法。

采用PR520N环氧树脂，CCF800H碳纤维编织预制体通过RTM成型工艺得到的编织复合材料风扇叶片5。采用本发明的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法完成叶片5与金属增强件6之间的胶接。

首先，将装置移到金属增强件6胶接区，将叶片支撑组件4向远离金属增强件支撑组件3的方向运动，叶片支撑组件4和金属增强件支撑组件3在左右方向上保持一定距离；

接着，打开金属增强件支撑组件3上的第一顶紧螺栓333、第一拧紧螺栓332、第二顶紧螺栓343和第二拧紧螺栓342，保持第一定位块331和第二定位块341的开敞。将金属增强件6放置在金属增强件支撑组件3中，金属增强件6底部搁置在凸台322上，分别拧紧第一顶紧螺栓333和第二顶紧螺栓343，使第一顶紧螺栓333和第二顶紧螺栓343均顶紧增强件鼻锥61，以此来固定金属增强件6。依次拧紧第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342，使第一定位块331和第二定位块341与增强件凸缘62相接触。

打开真空装置，真空装置与第一吸力格栅35和第二吸力格栅相连，利用真空吸力使第一定位块331上的第一吸力格栅35和第二定位块341上的第二吸力格栅分别吸住增强件凸缘62。

随后，松开第一压块481和第二压块482上的螺栓，取下第一压块481和第二压块482，使第一凹槽411打开，打开第一支撑杆44和第二支撑杆45，即使第一支撑杆44和第二支撑杆45相互分离，将叶片5的榫头放入第一凹槽411中，使叶片榫头底面52与第一凹槽411底部相贴合，拧紧螺栓，使第一压块481和第二压块482下移压紧叶片榫头端面51，以此来固定叶片5榫头。拧紧第一支撑杆44和第二支撑杆45，使第一支撑杆44和第二支撑杆45顶紧风扇叶片5的叶身，以此来固定叶片5的叶身。

随后，在叶片的前缘53表面贴上胶膜。

使叶片支撑组件4朝向金属增强件支撑组件3运动，在叶片5前缘即将接触到金属增强件6凸缘时，依次缓慢打开金属增强件支撑组件3上的第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342，在第一定位块331上的第一吸力格栅35和第二定位块341上的第二吸力格栅的吸力作用下，金属增强件6凸缘会被轻轻打开一定角度，保证叶片5前缘可以顺利进入金属增强件6，继续使叶片支撑组件4朝向金属增强件支撑组件3运动，直至滑动板41与金属增强件支撑组件3下方的限位部件36接触，通过锁死部件锁死滑动板41，使滑动板41在滑轨2上不会发生位移。随后，依次拧紧第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342，使第一定位块331和第二定位块341压紧金属增强件6凸缘。还可通过操作第一拧紧螺栓332和第二拧紧螺栓342来控制胶层厚度。随后，裁掉叶片5前缘多余胶膜，在金属增强件6以外区域贴上隔离材料避免胶膜受热后流动污染叶片5。

最后，按照胶膜的固化工艺参数，使胶膜受热固化，并冷却。固化后，关闭真空装置，依次打开金属增强件支撑组件3的第一顶紧螺栓333、第一拧紧螺栓332、第二顶紧螺栓343和第二拧紧螺栓342，打开锁死部件，使叶片支撑组件4向远离金属增强件支撑组件3的方向运动，其后打开第一支撑杆44和第二支撑杆45，松开第一压块481和第二压块482上的螺栓，将第一压块481和第二压块482去除，并将叶片5从叶片支撑组件4中取出。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，包括：

支撑平台；

滑轨，所述滑轨设在所述支撑平台顶部；

金属增强件支撑组件，所述金属增强件支撑组件设在所述支撑平台顶部，所述金属增强件支撑组件用以固定所述金属增强件；

叶片支撑组件，所述叶片支撑组件滑动设在所述滑轨上且沿所述滑轨的延伸方向可远离和可靠近所述金属增强件支撑组件，所述叶片支撑组件用以固定所述风扇叶片；

所述叶片支撑组件包括滑动板、第一支撑架、第二支撑架、第一支撑杆、第二支撑杆、第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，所述滑动板滑动设在所述滑轨上，所述第一支撑架和第二支撑架均设在所述滑动板顶部，且所述第一支撑架和第二支撑架在所述滑动板的长度方向上间隔布置，

所述第一支撑杆设在所述第一支撑架顶部，所述第一支撑杆沿所述滑动板的长度方向贯穿所述第一支撑架，且所述第一支撑杆在所述滑动板的长度方向上滑动设置，所述第二支撑杆设在所述第二支撑架顶部，所述第二支撑杆沿所述滑动板的长度方向贯穿所述第二支撑架，且所述第二支撑杆在所述滑动板的长度方向上滑动设置，所述第一支撑杆和第二支撑杆在所述滑动板的长度方向上相对布置，且所述第一支撑杆和第二支撑杆之间在所述滑动板的长度方向上可远离和可靠近；

所述滑动板上设有第一凹槽，

所述叶片支撑组件还包括叶片固定部件，所述叶片固定部件设在所述第一凹槽内，所述叶片固定部件用以固定所述叶片的榫头，所述叶片固定部件包括第一压块和第二压块，所述第一压块和第二压块均通过螺栓与滑动板相连，且所述第一压块和第二压块在所述第一凹槽的宽度方向上间隔布置。

2.根据权利要求1所述的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，所述第一支撑杆邻近所述第二支撑杆的一侧设有软质杆头，所述第二支撑杆邻近所述第一支撑杆的一侧设有软质杆头。

3.根据权利要求1所述的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，所述滑动板上设有锁死部件，所述锁死部件用以固定所述滑动板在所述滑轨上的位置。

4.根据权利要求1所述的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，所述金属增强件支撑组件包括底座、支撑块、多个第一定位部件和多个第二定位部件，所述底座与所述支撑平台相连，所述支撑块设在所述底座的顶部，所述支撑块上设有第二凹槽，所述第二凹槽的开口朝向所述叶片支撑组件，且所述第二凹槽沿所述支撑块的高度方向延伸，所述支撑块底部设有凸台，所述凸台设在所述第二凹槽内，所述凸台用以支撑所述金属增强件底部，

多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件均设在所述第二凹槽内，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件均在所述第二凹槽的延伸方向上间隔布置，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件在所述凹槽的宽度方向上间隔布置且一一对应，多个所述第一定位部件和多个所述第二定位部件在所述凹槽的宽度方向上可远离或可靠近用以对所述金属增强件的定位和固定。

5.根据权利要求4所述的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，所述第一定位部件包括第一定位块、第一拧紧螺栓和第一顶紧螺栓，所述第一顶紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第一拧紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第一定位块与所述第一拧紧螺栓伸入所述第二凹槽的一端相连，

所述第二定位部件包括第二定位块、第二拧紧螺栓和第二顶紧螺栓，所述第二顶紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第二拧紧螺栓至少可部分伸入所述第二凹槽内且在所述第二凹槽的宽度方向上可移动，所述第二定位块与所述第二拧紧螺栓伸入所述第二凹槽的一端相连，

所述第一定位块和所述第二定位块在所述凹槽的宽度方向上可远离或可靠近用以对所述金属增强件的定位和固定，且多个所述第一定位块和多个所述第二定位块的相对的一侧所围成的轮廓与金属增强件的外轮廓相适配。

6.根据权利要求5所述的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，所述金属增强件支撑组件还包括多个第一吸力格栅和多个第二吸力格栅，多个所述第一吸力格栅设在第一定位块邻近所述第二定位块的一侧，且多个所述第一吸力格栅与多个所述第一定位块的数量相同，多个所述第二吸力格栅设在第二定位块邻近所述第一定位块的一侧，且多个所述第二吸力格栅与多个所述第二定位块的数量相同，多个所述第一吸力格栅和多个所述第二吸力格栅用以吸附所述金属增强件。

7.根据权利要求6所述的复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位装置，其特征在于，所述金属增强件支撑组件还包括限位部件，所述限位部件设在所述底座上且位于所述支撑块下方，所述限位部件用以限定所述叶片支撑组件的位置。

8.一种复合材料风扇叶片金属增强件胶接定位方法，利用如权利要求1-7任一项所述的胶接定位装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将所述风扇叶片的榫头和叶身夹持并定位在所述叶片支撑组件上；

步骤2：在所述风扇叶片的前缘表面粘贴胶膜；

步骤3：将所述金属增强件定位并夹紧在金属增强件支撑组件中；

步骤4：使所述叶片支撑组件在所述滑轨上朝向着所述金属增强件支撑组件移动，将固定在所述叶片支撑组件上的所述风扇叶片的前缘定位到所述金属增强件中，从而完成风扇叶片与金属增强件的胶接定位。

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