CN117419631A - 双轴颈叶片型面的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双轴颈叶片型面的检测装置及方法，检测装置主要由底板、轴颈端面定位顶尖、叶身定位支架、圆杆标准件、截面销、板条和活动顶尖组成，与背向型面样板和盆向型面样板配合使用完成对叶片型面的检测。检测时，分别通过轴颈端面定位顶尖和活动顶尖顶紧双轴颈叶片两端的轴颈，通过叶身定位支架定位叶片叶身型面，然后使用背向型面样板和盆向型面样板配合板条进行间隙测量，从而完成检测。本发明可以对留有不同余量的叶身型面进行定位，避免了叶片叶身型面定不上位的情况，使该结构的检测装置可使用于同叶片生产的不同阶段，检测效率高。

Description

双轴颈叶片型面的检测装置及方法

技术领域

本发明属于航空发动机叶片制造技术领域，具体是双轴颈叶片型面的检测装置和检测方法。

背景技术

在航空发动机中，叶片是决定发动机能量转换效率的重要零件，其工作环境十分恶劣，工作时在高温、高压和高速状态下运转，承载受力大，载荷情况复杂，严格控制叶片的加工质量是叶片加工中的关键问题。而叶片中的叶身型面部分是叶片加工和检测的核心难点，其结构形状复杂，测量精度要求高，测量数据处理复杂。因此，对叶片型面的形状和尺寸进行检测一直是航空发动机制造企业中生产和检测部门所面临的难题之一。

发明内容

本发明旨在提供一种双轴颈叶片型面的检测装置及方法，满足双轴颈叶片在检测型面时双轴颈的定位要求，并解决双轴颈叶片叶身定位不稳的问题，且在叶片定位后能完成对叶片型面形状和尺寸的检测。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

双轴颈叶片型面的检测装置，包括：

底板；

轴颈端面定位顶尖，所述轴颈端面定位顶尖固定在底板上端面，轴颈端面定位顶尖上设置有位置可变的顶尖；

活动顶尖，所述活动顶尖滑动连接在底板上端面；

叶身定位支架，所述叶身定位支架可拆卸连接在底板上端面，且介于轴颈端面定位顶尖和活动顶尖的连线之间，叶身定位支架上设置有位置可变的叶身定位面W；

截面销，所述截面销可拆卸连接在底板上端面，且介于叶身定位支架与活动顶尖的连线之间；

板条，两块所述板条平行安装在底板上，且两块所述板条位于轴颈端面定位顶尖和活动顶尖的连线的两侧，板条的表面包含相互垂直的基准平面A和基准平面B；

背向型面样板和盆向型面样板，所述背向型面样板和盆向型面样板分别包含用于叶片型面检测的比对型面，以及与基准平面A配合的滑动表面、与基准平面B配合的测量表面。

进一步，所述轴颈端面定位顶尖还包括：

支座，所述支座固定在底板上端面，支座上开有通孔；

衬套，所述衬套安装在支座的通孔中，衬套的内孔表面至少有一段内螺纹，所述顶尖置于衬套的内孔中；

堵头，所述堵头通过衬套中的内螺纹安装在衬套的内孔中；

第一弹簧，所述第一弹簧位于衬套的内孔中，且第一弹簧的一端紧贴堵头，另一端紧贴顶尖；

定位板，所述定位板安装在支座上通孔的孔口处，定位板上开有顶尖孔，顶尖孔的最大孔径小于顶尖的最大外径，定位板表面有一定位面Q。

进一步，所述叶身定位支架还包括：

支架，所述支架安装在底板的上端面，支架的表面开有滑动槽，支架顶端开有螺纹孔，螺纹孔与滑动槽连通，螺纹孔内安装有紧固螺钉；

定位样板，所述定位样板滑动连接在支架的滑动槽内，定位样板的末端为叶身定位面W，定位样板上开有槽口；

螺柱，所述螺柱固定在支架的滑动槽槽底且位于定位样板的槽口内；

第二弹簧，所述第二弹簧置于定位样板的槽口内，且一端与螺柱连接，另一端与槽口的内壁紧贴。

进一步，所述截面销有多根，且按照两根截面销一组排列在叶身定位支架与活动顶尖的连线之间，每两根截面销对应一个待检测截面。

进一步，所述板条为立方体块，通过螺钉安装在底板上。

双轴颈叶片型面的检测方法，采用前述轴颈端面定位顶尖中带有堵头的检测装置，且包括以下步骤：

步骤一，调整轴颈端面定位顶尖的中心和活动顶尖的中心在一条直线上；

步骤二，拧动堵头将双轴颈叶片一端的轴颈顶住并使该轴颈端面贴紧轴颈端面定位顶尖的定位面Q；

步骤三，滑动活动顶尖初步顶住双轴颈叶片另一端的轴颈，确保双轴颈叶片的叶身可转动；

步骤四，转动双轴颈叶片的叶身同时移动定位样板使其叶身定位面W与双轴颈叶片的叶身定位截面贴合后，固定定位样板的位置，再次移动活动顶尖将双轴颈叶片完全顶紧；

步骤五，将背向型面样板或盆向型面样板倚靠在截面销上并沿着板条的基准平面A滑动，测量背向型面样板或盆向型面样板上比对型面与叶片型面间的间隙，或者测量背向型面样板或盆向型面样板上测量表面与基准平面B间的间隙。

作为一种选择，所述步骤一中，通过圆杆标准件调整轴颈端面定位顶尖的中心和活动顶尖的中心在一条直线上。

与现有技术相比，本发明中的定位样板不同于现有型面检测装置中固定的定位样板，本发明中的定位样板是可沿着叶身定位支架灵活移动的，可以对留有不同余量的叶身型面进行定位，避免了叶片叶身型面定不上位的情况，使该结构的检测装置可使用于同叶片生产的不同阶段。在叶片进行叶身型面加工前，对叶片型面余量和均匀性进行检测和分组，可识别加工前叶片状态，以提高叶片型面的加工质量和精度，也可为后许序的精加工减少调试时间，提高加工效率，保证了加工的稳定性和安全性；在叶片进行叶片型面加工后，可检测叶片型面的轮廓形状和尺寸。

附图说明

图1是双轴颈叶片型面的检测装置结构图；

图2是图1中轴颈端面定位顶尖的结构图；

图3是图1中叶身定位支架的结构图；

图4是型面样板结构图；

图中：1.底板，2.轴颈端面定位顶尖，3.叶身定位支架，4.圆杆标准件，5.截面销，6.板条，7.活动顶尖，8.堵头，9.衬套，10.顶尖，11.第一弹簧，12.支座，13.定位板，14.第一螺钉，15.支架，16.定位样板，17.螺柱，18.第二弹簧，19.盖板，20.第二螺钉，21.紧固螺钉，22.背向型面样板，23.盆向型面样板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

如图1～图4，为本发明设计的一种双轴颈叶片型面的检测装置，其主要由底板1、轴颈端面定位顶尖2、叶身定位支架3、圆杆标准件4、截面销5、板条6和活动顶尖7组成，与图4中背向型面样板22和盆向型面样板23配合使用完成对叶片型面的检测。

本发明的检测装置中，轴颈端面定位顶尖2和活动顶尖7对叶片两轴颈进行定位，轴颈端面定位顶尖2固定在底板1上，其中有一堵头8为螺纹连接，内部顶尖10与该堵头8用第一弹簧11相连，拧动堵头8时，第一弹簧11带动顶尖10移动，可完成对叶片一轴颈端面和该轴颈中心的定位，活动顶尖7在底板1的滑槽中灵活移动，对叶片另一端轴颈中心进行定位。叶身定位支架3对叶片叶身进行定位，叶身定位支架3中有一块定位样板16，其叶身定位面W与叶片叶身定位截面1的背向型面同轮廓同尺寸，该定位样板16与固定在底板1上的支架15间隙配合，且用第二弹簧18相连，当定位样板16移动到叶身定位面W与叶片叶身截面1背向贴合时将定位样板16固定，完成对叶片叶身的定位。检测叶片型面时，将叶片装夹在该检测装置中，当检测叶片型面的某截面(例如图1中所示的截面2和截面3)时，配合使用对应截面的背向型面样板22或盆向型面样板23靠在该检测装置对应截面的截面销5上，检测背向型面样板22或盆向型面样板23与叶片间的缝隙或与板条6的缝隙，完成对叶片型面的检测。

双轴颈叶片型面的检测装置中，轴颈端面定位顶2固定在底板1上，轴颈端面定位顶尖2如图2由堵头8，衬套9，顶尖10，第一弹簧11，支座12，定位板13，第一螺钉14组成，支座12用以固定在底板1上，衬套9与支座12过盈配合，顶尖10与衬套9间隙配合，堵头8与衬套9螺纹连接，堵头8与顶尖10之间采用第一弹簧11连接，定位板13使用第一螺钉14固定在支座12上，当拧动堵头8时，第一弹簧11可带动顶尖10移动；叶身定位支架3和截面销5固定在叶片所需定位和检测的截面线上，叶身定位支架3如图3由支架15，定位样板16，螺柱17，第二弹簧18，盖板19，第二螺钉20，紧固螺钉21组成，支架15上开设有用于定位样板16在其中滑动的滑动槽口，盖板19通过第二螺钉20连接固定在支架15的滑动槽口处，一方面限制定位样板16脱离支架15，另一方面确保定位样板16能够正常在滑动槽口内往复滑动。螺柱17固定在支架15的滑动槽口内，定位样板16通过第二弹簧18与螺柱17连接(如图3，定位样板16上开有腰形槽，螺柱17和第二弹簧18设置在该腰形槽内)，且与支架15的滑动槽口间隙配合，当定位样板16移动至所需位置，拧动紧固螺钉21将定位样板16固定；板条6固定在底板1两侧；活动顶尖7通过底板1上的滑槽与底板1间隙配合，可在滑槽内移动。在制造该装置时，使用圆杆标准件4(即一根圆柱形的棒材)调整轴颈端面定位顶尖2和活动顶尖7的中心在同一直线上；在测量叶片时，拧动堵头8将叶片一端轴颈顶住并使该轴颈端面贴紧轴颈端面定位顶尖2的定位面Q，滑动活动顶尖7稍微顶住叶片另一端轴颈，使叶片叶身可转动，转动叶身同时移动定位样板16使其叶身定位面W与叶片叶身定位截面贴合后，拧紧紧固螺钉21使定位样板16固定，再次移动活动顶尖7将叶片完全顶紧，当检测位于截面2上叶片背向型面的形状和尺寸时，将对应的背向型面样板22(如图4)的面3靠在截面2所在的截面销5上，面1贴紧板条6上的基准A(如图1)并滑动，检测面2与板条6上基准B(如图1)间的间隙或检测面4与叶片型面间的间隙。检测叶片盆向型面同理实施。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管以上具体实施方式对本发明进行了描述，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化落入权利要求限定的范围内，都属于本发明的保护之列。

Claims (7)

1.双轴颈叶片型面的检测装置，其特征在于：包括：

底板(1)；

轴颈端面定位顶尖(2)，所述轴颈端面定位顶尖(2)固定在底板(1)上端面，轴颈端面定位顶尖(2)上设置有位置可变的顶尖(10)；

活动顶尖(7)，所述活动顶尖(7)滑动连接在底板(1)上端面；

叶身定位支架(3)，所述叶身定位支架(3)可拆卸连接在底板(1)上端面，且介于轴颈端面定位顶尖(2)和活动顶尖(7)的连线之间，叶身定位支架(3)上设置有位置可变的叶身定位面W；

截面销(5)，所述截面销(5)可拆卸连接在底板(1)上端面，且介于叶身定位支架(3)与活动顶尖(7)的连线之间；

板条(6)，两块所述板条(6)平行安装在底板(1)上，且两块所述板条(6)位于轴颈端面定位顶尖(2)和活动顶尖(7)的连线的两侧，板条(6)的表面包含相互垂直的基准平面A和基准平面B；

背向型面样板(22)和盆向型面样板(23)，所述背向型面样板(22)和盆向型面样板(23)分别包含用于叶片型面检测的比对型面，以及与基准平面A配合的滑动表面、与基准平面B配合的测量表面。

2.根据权利要求1所述的双轴颈叶片型面的检测装置，其特征在于：所述轴颈端面定位顶尖(2)还包括：

支座(12)，所述支座(12)固定在底板(1)上端面，支座(12)上开有通孔；

衬套(9)，所述衬套(9)安装在支座(12)的通孔中，衬套(9)的内孔表面至少有一段内螺纹，所述顶尖(10)置于衬套(9)的内孔中；

堵头(8)，所述堵头(8)通过衬套(9)中的内螺纹安装在衬套(9)的内孔中；

第一弹簧(11)，所述第一弹簧(11)位于衬套(9)的内孔中，且第一弹簧(11)的一端紧贴堵头(8)，另一端紧贴顶尖(10)；

定位板(13)，所述定位板(13)安装在支座(12)上通孔的孔口处，定位板(13)上开有顶尖孔，顶尖孔的最大孔径小于顶尖(10)的最大外径，定位板(13)表面有一定位面Q。

3.根据权利要求1所述的双轴颈叶片型面的检测装置，其特征在于：所述叶身定位支架(3)还包括：

支架(15)，所述支架(15)安装在底板(1)的上端面，支架(15)的表面开有滑动槽，支架(15)顶端开有螺纹孔，螺纹孔与滑动槽连通，螺纹孔内安装有紧固螺钉(21)；

定位样板(16)，所述定位样板(16)滑动连接在支架(15)的滑动槽内，定位样板(16)的末端为叶身定位面W，定位样板(16)上开有槽口；

螺柱(17)，所述螺柱(17)固定在支架(15)的滑动槽槽底且位于定位样板(16)的槽口内；

第二弹簧(18)，所述第二弹簧(18)置于定位样板(16)的槽口内，且一端与螺柱(17)连接，另一端与槽口的内壁紧贴。

4.根据权利要求1所述的双轴颈叶片型面的检测装置，其特征在于：所述截面销(5)有多根，且按照两根截面销(5)一组排列在叶身定位支架(3)与活动顶尖(7)的连线之间，每两根截面销(5)对应一个待检测截面。

5.根据权利要求1所述的双轴颈叶片型面的检测装置，其特征在于：所述板条(6)为立方体块，通过螺钉安装在底板(1)上。

6.双轴颈叶片型面的检测方法，其特征在于：采用权利要求2所述的检测装置，且包括以下步骤：

步骤一，调整轴颈端面定位顶尖(2)的中心和活动顶尖(7)的中心在一条直线上；

步骤二，拧动堵头(8)将双轴颈叶片一端的轴颈顶住并使该轴颈端面贴紧轴颈端面定位顶尖(2)的定位面Q；

步骤三，滑动活动顶尖(7)初步顶住双轴颈叶片另一端的轴颈，确保双轴颈叶片的叶身可转动；

步骤四，转动双轴颈叶片的叶身同时移动定位样板(16)使其叶身定位面W与双轴颈叶片的叶身定位截面贴合后，固定定位样板(16)的位置，再次移动活动顶尖(7)将双轴颈叶片完全顶紧；

步骤五，将背向型面样板(22)或盆向型面样板(23)倚靠在截面销(5)上并沿着板条(6)的基准平面A滑动，测量背向型面样板(22)或盆向型面样板(23)上比对型面与叶片型面间的间隙，或者测量背向型面样板(22)或盆向型面样板(23)上测量表面与基准平面B间的间隙。

7.根据权利要求6所述的双轴颈叶片型面的检测方法，其特征在于：所述步骤一中，通过圆杆标准件(4)调整轴颈端面定位顶尖(2)的中心和活动顶尖(7)的中心在一条直线上。