CN212721346U - 一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，属于无榫端发动机静子叶片测量技术领域。其包括底板座，底板座上安装有定位机构和压紧机构，所述定位机构包括相对设置的L型的固定端定位块与滑动端定位块，固定端定位块与滑动端定位块上设置有快换机构，滑动端定位块的下端通过精密滑轨与底板座连接；精密滑轨包括相对滑动的上下两部分；精密滑轨的下部分固定在所述底板座上；所述压紧机构固定在底板座上，通过弹簧与定位机构的精密滑轨上部连接。该装置可以利用三坐标机快速测量无榫端发动机静子叶片成品，填补了这一领域的空白，解决了现有技术测量叶片叶身型面时效率低、精度差等问题。

Description

一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置

技术领域

本实用新型属于无榫端发动机静子叶片测量技术领域，特别是涉及一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置。

背景技术

目前，无榫端发动机静子叶片一般采用精密锻造成型技术，叶身为无余量精密锻造，两端留有工艺凸台，也叫定位凸台，工艺凸台在最后用机械加工的方式去掉。现有的叶身型面检测有两种，一是在去掉工艺凸台之前，也就是工序中进行检测，二是在最终成品状态下进行检测。

工序中检测方式一般为电感量仪检测与三坐标测量机检测。电感量仪检测的优点是速度快，检测效率高，缺点是只能检测叶盆、叶背上几个点的法向距离（叶身厚度）与1-3个截面的扭角，并不能评价出叶身各截面的轮廓度、厚度与扭角是否合格，而且每种叶片必须制造一套检测工装，增加了成本。三坐标测量机的检测优点是能够评价出叶身型面尺寸，缺点是效率低，因需采用6点定位原理，利用迭代法建立坐标系来检测叶片，每检测一片叶片需建立一次坐标系，这种方式检测一片叶片耗时约10分钟左右，如果叶片比较大，截面数多，则耗时更长。而且叶片在加工成成品后去掉工艺凸台可能会导致一小部分叶片叶身发生轻微变形，在装配时，叶片的两端装不到发动机静子环的叶片槽内，造成质量问题。

最终成品状态下检测的方式有白光扫描与三坐标机检测等，像这种无榫端的静子叶片，白光检测需要先找叶盆上的基准点扫描叶盆，与理论模型叶盆做最大程度拟合，然后找叶背上的基准点扫描叶背，与理论模型叶背做最大程度的拟合，它不能同时扫描叶盆、叶背，效率低且精度差。三坐标机检测的测量原理与上面介绍的在工序中检测原理一致，只是最终成品的6个点分别是以规定的两个截面进气边位置上的两个点，叶尖端面1个点，叶身上的三个K点为基准建立坐标系，缺点还是检测效率低，而且在检测时需用虎钳夹住叶身检测，很容易夹伤叶片，严重的造成叶片报废。

发动机叶片是大批量生产类零件，且工厂一般会同时制造几种不同类型的叶片，因为无榫头造成的定位困难，现有的测量技术效率低，精度差，现有技术无法满足大批量不同种类的叶片检测，所以需要一种高效且能够模拟装配的检测装置。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，实现了对成品无榫端静子叶片叶身型面的快速、精准测量，而且模拟了叶片装配的过程，提高了叶片制造质量。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，

一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，包括底板座，底板座上安装有定位机构和压紧机构；

所述定位机构包括相对设置的L型的固定端定位块与滑动端定位块，固定端定位块与滑动端定位块上设置有快换机构，滑动端定位块的下端通过精密滑轨与底板座连接；精密滑轨包括相对滑动的上下两部分；精密滑轨的下部分固定在所述底板座上；

所述压紧机构固定在底板座上，通过弹簧与定位机构的精密滑轨上部连接。

进一步的，所述快换机构包括叶根端定位板、叶尖端定位板；

所述固定端定位块通过螺钉固定在底板座长平面上，固定端定位块基准平面上装有通过螺钉连接的叶根端定位板，通过第一圆柱销与第一菱形销将叶根端定位板固定在固定端定位块的基准平面上，叶根端定位板基准平面上刻有叶根定位槽；精密滑轨固定在底板座长平面上，精密滑轨上部通过螺钉固定的滑动端定位块，滑动端定位块基准平面上装有通过螺钉连接的叶尖端定位板，通过第二圆柱销与第二菱形销将叶尖端定位板固定在滑动端定位块上，叶尖端定位板上刻有叶尖定位槽；

所述压紧机构包含支座，支座固定在底板座长平面上，支座中间贯穿有螺栓，螺栓上设置有螺母，螺母设置在支座左端，螺母的左端紧挨有弹簧，弹簧套在螺栓上。

进一步的，所述叶根定位槽位于叶根端定位板的中间位置，叶根端定位板的一个角设置有第一菱形销，第一菱形销的对角设置有第一圆柱销，叶根端定位板的剩余两个角设置有螺钉；

所述叶尖定位槽位于叶尖端定位板的中间位置，叶尖端定位板的一个角设置有第二菱形销，第二菱形销的对角设置有第二圆柱销，叶尖端定位板的剩余两个角设置有螺钉。

进一步的，所述固定端定位块的基准平面垂直于底板座长平面与长侧边。

进一步的，所述精密滑轨的基准平面平行于底板座长平面，垂直于固定端定位块基准平面。

进一步的，所述滑动端定位块的基准平面平行于固定端定位块的基准平面，平行度保持在0.01mm内，并垂直于精密滑轨基准平面。

进一步的，所述叶根端定位板的基准平面与叶尖端定位板的基准平面平行，平行度在0.01mm内。

进一步的，所述叶根端定位板与叶尖端定位板厚度为1mm。

进一步的，所述叶根定位槽与第一圆柱销及第一菱形销之间的位置度保证在0.005mm以内；

所述叶尖定位槽与第二圆柱销及第二菱形销之间的位置度保证在0.005mm以内。

进一步的，所述叶根定位槽和叶尖定位槽位置度保持在0.01mm内。

本实用新型的有益效果是：这种检测装置可以利用三坐标机快速测量无榫端发动机静子叶片成品。因其定位精准，只需要建立一次坐标系就可以检测大批量的成品叶片，大大提高了此类叶片的检测效率，而且在装夹时模拟了叶片装配，减少了检测过程中对叶片造成的损伤，严格控制了成品叶片的质量。并且该检测装置可以通过更换叶片定位板来实现不同叶片的测量，不用再针对每种不同的叶片制造不同类型的测具或检测装置，节约了工装成本，压缩了制造周期。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是未去掉工艺凸台的静子叶片示意图。

图2是图1的右视图。

图3是本实用新型用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置结构示意图。

图4是本实用新型检测装置固定端定位块2与叶根端定位板8位置示意图。

图5是本实用新型检测装置滑动端定位块3与叶尖端定位板9位置示意图。

101-叶根端定位凸台，102-叶身，103-叶尖端定位凸台，R1-叶根端定位凸台圆心点，R2-叶尖端定位凸台圆心点，K1-第一叶盆定位点，K2-第二叶盆定位点，K3-第三叶盆定位点，A11-叶根检测截面，A2-叶尖检测截面，V-叶根定位凸台右端面定位点，-坐标系中的X轴，-坐标系中的Y轴，O-原点，1-底板座，2-固定端定位块，3-滑动端定位块，4-精密滑轨，5-弹簧，6-支座，7-螺栓，8-叶根端定位板，9-叶尖端定位板，10-被测叶片，11-叶根定位槽，12-第一菱形销， 13-第一圆柱销，14-第二圆柱销， 15-叶尖定位槽，16-第二菱形销，17-螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示：图中为未去掉工艺凸台的静子叶片示意图，叶身102两端有叶根端定位凸台101和叶尖端定位凸台103，叶根端定位凸台101上有叶根端定位凸台圆心点R1，叶根端定位凸台101右端面有叶根定位凸台右端面定位点V；叶身102靠近左端面有第一叶盆定位点K1和第三叶盆定位点K3，靠近右端面有第二叶盆定位点K2；叶根检测截面A11过第一叶盆定位点K1和第三叶盆定位点K3，叶尖检测截面A2过第二叶盆定位点K2；叶尖端定位凸台103上有叶尖端定位凸台圆心点R2。上述所有点均用于6点定位原理。

如图2所示：图中为图1的右视图，坐标系中的Y轴过叶根定位凸台右端面定位点V，坐标系中的Y轴与坐标系中的X轴交于原点O。

本实用新型的结构如图3、4、5所示：底板座1上安装有装夹和定位叶片用的定位机构，用于多种叶片测量的快换机构和压紧叶片的压紧机构，定位机构包含快换机构，定位机构与压紧机构通过弹簧5连接。底板座1六个面要求互相垂直或平行。

定位机构包括底板座1长平面上靠近左端通过螺钉固定的L型固定端定位块2，固定端定位块2基准平面垂直于底板座1长平面与长侧边，此基准平面上装有用于定位叶片叶根端的叶根端定位板8，叶根端定位板8通过螺钉与固定端定位块2相连接，螺钉设置在叶根端定位板8的两个对角上，通过将第一圆柱销13与第一菱形销12插入对应销孔内将叶根端定位板8可拆卸的固定在固定端定位块2上，第一圆柱销13与第一菱形销12分别设置在叶根端定位板8的剩余两个对角，叶根端定位板8基准平面上有一个按叶片叶根端理论型线最大实体轮廓加工的叶根定位槽11，叶根定位槽11与第一圆柱销13的销孔以及第一菱形销12的销孔是通过慢走丝线切割一次加工而成，叶根定位槽11与第一圆柱销13及第一菱形销12之间的位置度保证在0.005mm以内。底板座1长平面上中间位置固定有精密滑轨4，精密滑轨4基准平面平行于底板座1长平面，垂直于固定端定位块2基准平面，精密滑轨4上部有通过螺钉固定的L型滑动端定位块3，滑动端定位块3基准平面平行于固定端定位块2基准平面，平行度保持在0.01mm内，并垂直于精密滑轨4基准平面，滑动端定位块3基准平面上装有用于定位叶片叶尖端的叶尖端定位板9，叶尖端定位板9通过螺钉与滑动端定位块3相连接，螺钉设置在叶尖端定位板9的两个对角上，通过将第二圆柱销14与第二菱形销16插入对应销孔内将叶尖端定位板9可拆卸的固定在滑动端定位块3上，第二圆柱销14与第二菱形销16分别设置在叶尖端定位板9的剩余两个对角上。叶尖端定位板9基准平面上有一个按叶片叶尖端向大端偏置1mm的理论型线最大实体轮廓加工的叶尖定位槽15，叶尖定位槽15与第二圆柱销14的销孔以及第二菱形销16的销孔是通过慢走丝线切割一次加工而成，叶尖定位槽15与第二圆柱销14及第二菱形销16之间的位置度保证在0.005mm以内。

压紧机构包含底板座1右端固定的支座6，支座6中间有螺栓7穿过，螺栓7上旋有螺母17，螺母17在支座6的左端，螺母17左端有弹簧5，弹簧5套在螺栓7上，弹簧5左端与精密滑轨4上部相连。

上述定位机构包含快换机构，其中快换机构由上述的叶根端定位板8、叶尖端定位板9，第一圆柱销13、第二圆柱销14，第一菱形销12、第二菱形销16构成；叶根端定位板8基准平面与叶尖端定位板9基准平面平行，平行度为0.01mm内，叶根端定位板8通过第一圆柱销13和第一菱形销12固定在定位机构的固定端定位块2上，叶尖端定位板9通过第二圆柱销14和第二菱形销16固定在定位机构的滑动端定位块3上。

本实用新型检测装置的使用过程是：先将与被测叶片10契合的叶根端定位板8，叶尖端定位板9用螺钉分别组装在固定端定位块2与滑动端定位块3上，用第一圆柱销13与第一菱形销12固定叶根端定位板8与固定端定位块2，第二圆柱销14与第二菱形销16固定叶尖端定位板9和滑动端定位块3。

接下来建立坐标系：将检测装置水平放置于三坐标测量机工作台面上，长侧基准边基本与三坐标机的X轴或Y轴平行，具体视被测叶片10情况而定，用压板压紧以固定检测装置。然后以固定端定位块2基准平面建立X或Y轴，固定端定位块2的长侧边由下而上做条直线投影到固定端定位块2基准平面上，建立Z轴，第一圆柱销13做圆投影到固定端定位块2基准平面上建立坐标原点O,因为我们知道第一圆柱销13与叶根定位槽11的位置关系，所以我们将坐标系原点O偏置到叶根定位槽11的位置，又因叶根定位槽11的位置与叶片模型坐标系重合，这样用于三坐标测量仪检测叶片的坐标系就建立好了。

然后，将被测叶片10叶根端放置于此检测装置叶根端定位板8的叶根定位槽11内，叶根定位槽11基准平面与固定端定位块2基准平面贴合，滑动精密滑轨4，将叶片叶尖端放置于叶尖端定位板9的叶尖定位槽15内，用压紧机构将滑动端顶紧，可通过调节螺母17的位置来调整弹簧力的大小，这个根据叶片的大小与叶身的厚薄决定。这一步，我们模拟了叶片的装配，如果叶片因锻造、机械加工或磕、压、碰等原因造成叶身扭角、弯曲或偏移不合格，都会装不进去，因此这一步可以直接检测出叶片形状是否合格，筛出明显不合格的叶片。

最后，我们就可以运行三坐标程序来检测叶片了，检测结束后，换装下一个叶片，直接运行三坐标检测程序，无需再建立坐标系。需要检测其它静子叶片时，只需换装叶根端定位板8和叶尖端定位板9，调用检测程序运行即可。

经过大量的现场试验比对，采用6点定位检测一片某静子叶片需要10分钟左右，通过使用本检测装置，只需要4分钟左右，检测效率提高了55%以上，一般采用6点定位检测时是夹持住叶片一端，叶片另一端处在悬空状态，在测量时，三坐标侧头接触到叶片叶身时，叶片会有轻微的摆动，越往悬空一端摆动量越大，造成测量的不准确，而本申请是同时固定住了叶片的两端，在测量时消除了叶片的摆动，提高了检测精度，且本申请是在成品下检测，更符合最终使用状态，也防止了去掉工艺凸台时对叶片的损伤。本申请的检测装置还模拟了叶片装配，进一步减少对叶片的损伤，实现了成品无榫端发动机静子叶片的快速、精准测量，提高了检测精度与效率，通过模拟装配，有效的控制了叶片成品质量。并且该检测装置可以实现不同叶片的测量，缩短了研发周期，节约了制造成本，本检测装置适用于大批量无榫端发动机静子叶片的检测，可推广使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，包括底板座（1），底板座（1）上安装有定位机构和压紧机构；

所述定位机构包括相对设置的L型的固定端定位块（2）与滑动端定位块（3），固定端定位块（2）与滑动端定位块（3）上设置有快换机构，滑动端定位块（3）的下端通过精密滑轨（4）与底板座（1）连接；精密滑轨（4）包括相对滑动的上下两部分；精密滑轨（4）的下部分固定在所述底板座（1）上；

所述压紧机构固定在底板座（1）上，通过弹簧（5）与定位机构的精密滑轨（4）上部连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述快换机构包括叶根端定位板（8）、叶尖端定位板（9）；

所述固定端定位块（2）通过螺钉固定在底板座（1）长平面上，固定端定位块（2）基准平面上装有通过螺钉连接的叶根端定位板（8），通过第一圆柱销（13）与第一菱形销（12）将叶根端定位板（8）固定在固定端定位块（2）的基准平面上，叶根端定位板（8）基准平面上刻有叶根定位槽（11）；精密滑轨（4）固定在底板座（1）长平面上，精密滑轨（4）上部通过螺钉固定的滑动端定位块（3），滑动端定位块（3）基准平面上装有通过螺钉连接的叶尖端定位板（9），通过第二圆柱销（14）与第二菱形销（16）将叶尖端定位板（9）固定在滑动端定位块（3）上，叶尖端定位板（9）上刻有叶尖定位槽（15）；

所述压紧机构包含支座（6），支座（6）固定在底板座（1）长平面上，支座（6）中间贯穿有螺栓（7），螺栓（7）上设置有螺母（17），螺母（17）设置在支座（6）左端，螺母（17）的左端紧挨有弹簧（5），弹簧（5）套在螺栓（7）上。

3.根据权利要求2所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述叶根定位槽（11）位于叶根端定位板（8）的中间位置，叶根端定位板（8）的一个角设置有第一菱形销（12），第一菱形销（12）的对角设置有第一圆柱销（13），叶根端定位板（8）的剩余两个角设置有螺钉；

所述叶尖定位槽（15）位于叶尖端定位板（9）的中间位置，叶尖端定位板（9）的一个角设置有第二菱形销（16），第二菱形销（16）的对角设置有第二圆柱销（14），叶尖端定位板（9）的剩余两个角设置有螺钉。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述固定端定位块（2）的基准平面垂直于底板座（1）长平面与长侧边。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述精密滑轨（4）的基准平面平行于底板座（1）长平面，垂直于固定端定位块（2）基准平面。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述滑动端定位块（3）的基准平面平行于固定端定位块（2）的基准平面，平行度保持在0.01mm内，并垂直于精密滑轨（4）基准平面。

7.根据权利要求2所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述叶根端定位板（8）的基准平面与叶尖端定位板（9）的基准平面平行，平行度在0.01mm内。

8.根据权利要求2或7所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述叶根端定位板（8）与叶尖端定位板（9）厚度为1mm。

9.根据权利要求2所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述叶根定位槽（11）与第一圆柱销（13）及第一菱形销（12）之间的位置度保证在0.005mm以内；

所述叶尖定位槽（15）与第二圆柱销（14）及第二菱形销（16）之间的位置度保证在0.005mm以内。

10.根据权利要求2或9所述的一种用于精密锻造无榫端发动机静子叶片的检测装置，其特征在于，所述叶根定位槽（11）和叶尖定位槽（15）位置度保持在0.01mm内。

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