CN219607928U - 测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于航空叶片检测技术领域，特别涉及一种测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，解决了现有采用三坐标测量机测量时，不仅需要专用定位测具，而且还会因为实际位置与理论位置存在偏差导致较大的测量误差的问题。该测具结构的特殊在于：包括底板、固定组件、角度垫块、轮廓仿形块、对标柱及测量表块；固定组件设在底板上，用于将待检测的静子叶片固定在底板的上方；角度垫块固设在底板的上表面上，用于为轮廓仿形块提供垂直于待检测曲面的安装平面；轮廓仿形块固定安装在与待检测曲面垂直的底板的上表面上或者角度垫块的上表面上，且轮廓仿形块的仿形面垂直于轮廓仿形块的安装平面；对标柱垂直设置在底板的上表面上。

Description

测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构

技术领域

本实用新型属于航空叶片检测技术领域，特别涉及一种测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构。

背景技术

航空叶片随着技术的发展，三维叶型曲面越来越复杂，对许多静子叶片叶型端面轮廓度的测量，已经从原来简单且单一的平面直线尺寸测量，转变为对由多段直线在某个角度上绕叶片旋转中心旋转而形成的多段二面角平面轮廓度的测量。同时，该待测量位置位于叶型端面，测量空间本身非常狭小；并且由于精锻叶片型面相对于理论模型都有一定程度的扭转，会导致该狭小面加工出来的实际位置与建立模型时的理论位置存在偏差；如果采用三坐标测量机测量，不仅需要专用定位测具，而且还会因为实际位置与理论位置存在偏差导致较大的测量误差。然而，航空发动机静子叶片一般为大批量生产，所以能否设计出一种快速、准确测量该类尺寸的测具，成为能够稳定保证该尺寸质量的关键，进而也有利于保证最终产品的质量，提高生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，以解决现有采用三坐标测量机测量时，不仅需要专用定位测具，而且还会因为实际位置与理论位置存在偏差导致较大的测量误差的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是，测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特殊之处在于：

包括底板、固定组件、角度垫块、轮廓仿形块、对标柱以及测量表块；

所述固定组件设置在底板上，用于将待检测的静子叶片固定在底板的上方，限制待检测的静子叶片的六个自由度；

所述角度垫块固定设置在底板的上表面上，用于当静子叶片固定在固定组件上时，静子叶片端面上的待检测曲面与底板的上表面之间不垂直时，通过角度垫块为轮廓仿形块提供垂直于待检测曲面的安装平面；

所述轮廓仿形块的仿形面形状为待检测曲面对应的标准理论曲面形状；所述轮廓仿形块固定安装在与待检测曲面垂直的底板的上表面上或者角度垫块的上表面上，且轮廓仿形块的仿形面垂直于轮廓仿形块的安装平面；轮廓仿形块在轮廓仿形块安装平面上的位置由待检测曲面在轮廓仿形块安装平面上的投影位置决定；

所述对标柱垂直设置在底板的上表面上，用于对测量表块校对“0”位；

所述测量表块包括百分表以及上、下两个同轴的圆柱状探头A和探头B；检测时，测量表块本体在轮廓仿形块的安装平面上移动，带动测量表块下面的探头B在轮廓仿形块的仿形面上移动，上面的探头A在待检测曲面上移动，百分表上显示出偏差值。

进一步地，所述固定组件包括V型块组件、铰链夹紧装置以及扭角定位装置；

所述V型块组件用于限制待检测的静子叶片沿平行于底板上表面的横轴、纵轴两个方向的两个移动自由度，以及绕平行于底板上表面的横轴旋转和绕垂直于底板上表面的竖轴旋转的两个旋转自由度；

所述铰链夹紧装置与V型块组件共同作用用于限制待检测的静子叶片沿垂直于底板上表面的竖轴方向的移动自由度；

所述扭角定位装置用于限制待检测的静子叶片绕平行于底板上表面的纵轴旋转的自由度。

进一步地，所述V型块组件包括两个V型块；

所述两个V型块沿平行于底板上表面的纵轴方向间隔设置，两个V型块的V型开口均向上，且均垂直固连在底板的上表面上；在一个V型块靠近另一个V型块一侧的端面上，固定设置有缘板定位球；缘板定位球与所述另一个V型块之间间隔的距离，与待检测的静子叶片上大端外缘板面与小端外缘板面之间的距离相适配。

这样设置，在检测定位时，缘板定位球与待检测的静子叶片的大端外缘板面为点接触，定位更加准确。

进一步地，所述铰链夹紧装置的数量为一个；

所述铰链夹紧装置安装在底板上，位于两个V型块中间且位于两个V型块所确定的纵轴的同侧位置。

或者，所述铰链夹紧装置的数量为两个；

每个所述V型块上各安装一个铰链夹紧装置。

进一步地，所述扭角定位装置包括支块、滑块以及锁紧螺钉；

所述支块为“L”状，在所述“L”状的竖直边上设置有沿竖直方向的滑槽；在所述滑槽的侧壁上设置有贯通的且与所述锁紧螺钉相适配的螺纹孔；在所述滑槽的槽底平面靠近下方的位置，垂直固定设置有挡销；

所述滑块为“T”形，所述“T”形的竖直边位于滑槽中，可沿滑槽上下滑动；在所述“T”形的竖直边与滑槽的槽底平面平行的平面上，垂直设置有贯通的腰型孔；所述挡销插入该腰型孔；在所述腰型孔中挡销以上的位置依次放置有压缩弹簧、半圆键；在所述滑槽的槽口设置有盖板；所述盖板与支块之间可拆卸连接；在所述“T”形的水平边的上方，位于所述“T”形的竖直边的两侧，设置有两个上端顶部为球状的定位柱；

所述锁紧螺钉穿过所述螺纹孔，用于在滑块到达位置时，顶住滑块，对滑块进行定位；

所述扭角定位装置设置在两个V型块之间，所述“L”状的水平边与底板的上表面平行设置，通过“L”状的水平边固连在底板上；扭角定位装置上的两个所述定位柱的位置与待检测静子叶片根部基准截面上的两个定位点的位置相匹配。

这样设置，一方面限位更加可靠，另一方面，滑块与待检测的静子叶片通过两个上端顶部为球状的定位柱点接触，定位更加准确。

进一步地，为了便于锁紧操作，所述锁紧螺钉为滚花高头螺钉。

进一步地，为了装夹一次，即可完成对静子叶片端面上的四个待检测曲面的检测，所述轮廓仿形块有四个，四个轮廓仿形块与静子叶片端面上的四个待检测曲面一一对应；所述四个待检测曲面分别为大端的排气边、大端的进气边、小端的排气边以及小端的进气边；

所述角度垫块有三个；底板的上表面以及三个角度垫块的上表面一一对应地为四个轮廓仿形块分别提供垂直于四个待检测曲面的安装平面，四个轮廓仿形块一一对应地安装在底板的上表面以及三个角度垫块的上表面上；角度垫块在底板上的位置由与其对应的待检测曲面的位置决定。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过角度垫块为轮廓仿形块提供垂直于待检测曲面的安装平面，轮廓仿形块固定安装在与待检测曲面垂直的底板的上表面上或者角度垫块的上表面上，轮廓仿形块的仿形面垂直于轮廓仿形块的安装平面；轮廓仿形块的仿形面形状为待检测曲面对应的标准理论曲面形状；检测时，测量表块本体在轮廓仿形块的安装平面上移动，带动测量表块下面的探头B在轮廓仿形块的仿形面上移动，上面的探头A在待检测曲面上移动，从百分表上即可显示出偏差值，测量准确；并且检测时，探头A与待检测曲面接触部分为垂直于轮廓仿形块安装平面的一段圆柱体，因而可以对狭小面进行检测；解决了因精锻叶片型面相对于理论模型有一定程度的扭转，导致该狭小面的实际位置与模型的理论位置存在偏差，采用三坐标测量机难以准确测量的问题；因此，本实用新型解决了现有采用三坐标测量机测量时，不仅需要专用定位测具，而且还会因为实际位置与理论位置存在偏差导致较大的测量误差的技术问题。采用本实用新型的测具结构，能够实现快速、准确的检测。

(2)本实用新型中固定组件优选地包括V型块组件、铰链夹紧装置以及扭角定位装置，可以实现对待检测静子叶片快速的固定，进而可以提高检测效率，降低检测成本。

(3)本实用新型的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，优选地包括四个轮廓仿形块、三个角度垫块，装夹一次，即可完成对静子叶片端面上的四个待检测曲面的检测。

附图说明

图1是本实用新型实施例的示意图(图中未示出铰链夹紧装置以及测量表块)；

图2是采用本实用新型实施例测量待检测的静子叶片的示意图(图中未示出铰链夹紧装置以及测量表块)；

图3是本实用新型实施例中铰链夹紧装置的示意图；

图4是本实用新型实施例中扭角定位装置的结构示意图(图中未示出盖板)；

图5是本实用新型实施例中测量表块的主视图；

图6是图5的俯视图。

图中各标号的说明如下：

1-底板，2-角度垫块，3-V型块，4-轮廓仿形块，5-对标柱，6-扭角定位装置，61-支块，62-滑块，63-锁紧螺钉，64-挡销，65-压缩弹簧，66-半圆键，67-定位柱，7-缘板定位球，8-静子叶片，81-大端外缘板面，82-小端外缘板面，83-大端的进气边，84-大端的排气边，85-小端的进气边，86-小端的排气边，91-安装座，92-第一连杆，93-手柄，94-第二连杆，95-压紧头，101-探头A，102-探头B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1和图2，本实用新型测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构包括底板1、固定组件、角度垫块2、轮廓仿形块4、对标柱5以及测量表块。

上述固定组件设置在底板1上，用于将待检测的静子叶片8固定在底板1的上方，限制待检测的静子叶片8的六个自由度；上述角度垫块2固定设置在底板1的上表面上，用于当静子叶片8固定在固定组件上时，静子叶片8端面上的待检测曲面与底板1的上表面之间不垂直时，通过角度垫块2为轮廓仿形块4提供垂直于待检测曲面的安装平面；上述轮廓仿形块4的仿形面形状为待检测曲面对应的标准理论曲面形状；上述轮廓仿形块4固定安装在与待检测曲面垂直的底板1的上表面上或者角度垫块2的上表面上，且轮廓仿形块4的仿形面垂直于轮廓仿形块4的安装平面；轮廓仿形块4在轮廓仿形块4安装平面上的位置由待检测曲面在轮廓仿形块4安装平面上的投影位置决定；上述对标柱5垂直设置在底板1的上表面上，用于对测量表块校对“0”位；参见图5和图6，上述测量表块包括百分表以及上、下两个同轴的圆柱状探头A101和探头B102；检测时，测量表块本体在轮廓仿形块4的安装平面上移动，带动测量表块下面的探头B102在轮廓仿形块4的仿形面上移动，上面的探头A101在待检测曲面上移动，百分表上显示出偏差值。

参见图1，本实施例中，上述固定组件包括V型块组件、铰链夹紧装置(图1上未示出)以及扭角定位装置6。参见图1和图2，上述V型块组件用于限制待检测的静子叶片8沿平行于底板1上表面的横轴、纵轴两个方向的两个移动自由度，以及绕平行于底板1上表面的横轴旋转和绕垂直于底板1上表面的竖轴旋转的两个旋转自由度；上述铰链夹紧装置与V型块组件共同作用用于限制待检测的静子叶片8沿垂直于底板1上表面的竖轴方向的移动自由度；上述扭角定位装置6用于限制待检测的静子叶片8绕平行于底板1上表面的纵轴旋转的自由度。

参见图1和图2，本实施例中上述V型块组件包括两个V型块3；上述两个V型块3沿平行于底板1上表面的纵轴方向间隔设置，两个V型块3的V型开口均向上，且均垂直固连在底板1的上表面上；在一个V型块3靠近另一个V型块3一侧的端面上，固定设置有缘板定位球7；缘板定位球7与上述另一个V型块3之间间隔的距离，与待检测的静子叶片8上大端外缘板面81与小端外缘板面82之间的距离相适配。这样设置，在检测定位时，缘板定位球与待检测的静子叶片的大端外缘板面为点接触，定位更加准确。

参见图3，图3是本实用新型实施例中铰链夹紧装置的示意图。铰链夹紧装置可以市场采买获得。在本实用新型实施例中使用时，其数量可以用一个，也可以为两个。当铰链夹紧装置的数量为一个时，铰链夹紧装置安装在底板1上，位于两个V型块3中间且位于两个V型块3所确定的纵轴的同侧位置。当铰链夹紧装置的数量为两个时，每个上述V型块3上各安装一个铰链夹紧装置。安装座91用于与底板1或V型块3连接；第一连杆92一端与安装座91铰接，另一端固连有压紧头95，第一连杆92的中间与第二连杆94的一端铰接，第二连杆94的另一端与手柄93的中部铰接，手柄93的一端端部与安装座91铰接，拉动手柄93的另一端即可实现对待检测静子叶片的锁紧及松开。

参见图4，上述扭角定位装置6包括支块61、滑块62以及锁紧螺钉63；上述支块61为“L”状，在上述“L”状的竖直边上设置有沿竖直方向的滑槽；在上述滑槽的侧壁上设置有贯通的且与上述锁紧螺钉63相适配的螺纹孔；在上述滑槽的槽底平面靠近下方的位置，垂直固定设置有挡销64；上述滑块62为“T”形，上述“T”形的竖直边位于滑槽中，可沿滑槽上下滑动；在上述“T”形的竖直边与滑槽的槽底平面平行的平面上，垂直设置有贯通的腰型孔；上述挡销64插入该腰型孔；在上述腰型孔中挡销64以上的位置依次放置有压缩弹簧65、半圆键66；在上述滑槽的槽口设置有盖板(盖板图上未示出)；上述盖板与支块61之间可拆卸连接；在上述“T”形的水平边的上方，位于上述“T”形的竖直边的两侧，设置有两个上端顶部为球状的定位柱67；上述锁紧螺钉63穿过上述螺纹孔，用于在滑块62到达位置时，顶住滑块62，对滑块62进行定位；为了便于锁紧操作，本实施例中，上述锁紧螺钉63为滚花高头螺钉。参见图1和图2，本实施例中，上述扭角定位装置6设置在两个V型块3之间，上述“L”状的水平边与底板1的上表面平行设置，通过“L”状的水平边固连在底板1上；扭角定位装置6上的两个上述定位柱67的位置与待检测静子叶片8根部基准截面上的两个定位点的位置相匹配。

参见图1和图2，为了装夹一次，即可完成对静子叶片端面上的四个待检测曲面的检测，上述轮廓仿形块4有四个，四个轮廓仿形块4与静子叶片8端面上的四个待检测曲面一一对应；上述四个待检测曲面分别为大端的排气边83、大端的进气边84、小端的排气边85以及小端的进气边86；上述角度垫块2有三个；底板1的上表面以及三个角度垫块2的上表面一一对应地为四个轮廓仿形块4分别提供垂直于四个待检测曲面的安装平面，四个轮廓仿形块4一一对应地安装在底板1的上表面以及三个角度垫块2的上表面上；角度垫块2在底板1上的位置由与其对应的待检测曲面的位置决定。

采用本实施例的测具结构进行检测时，先通过固定组件将待检测的静子叶片固定，然后在底板1上表面上和对标柱5上把测量表块校对“0”位，接着，测量表块本体在轮廓仿形块4的安装平面上移动，带动测量表块下面的探头B102在轮廓仿形块4的仿形面上移动，上面的探头A101在待检测曲面上移动，百分表上显示出偏差值，就可以方便快速地测量出静子叶片叶型复杂端面轮廓度。

本实用新型的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其结构简单，并且采用该测具结构进行测量，测量速度快、效率高、测量结果准确，进而也能节约检测成本。

Claims (8)

1.测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

包括底板(1)、固定组件、角度垫块(2)、轮廓仿形块(4)、对标柱(5)以及测量表块；

所述固定组件设置在底板(1)上，用于将待检测的静子叶片(8)固定在底板(1)的上方，限制待检测的静子叶片(8)的六个自由度；

所述角度垫块(2)固定设置在底板(1)的上表面上，用于当静子叶片(8)固定在固定组件上时，静子叶片(8)端面上的待检测曲面与底板(1)的上表面之间不垂直时，通过角度垫块(2)为轮廓仿形块(4)提供垂直于待检测曲面的安装平面；

所述轮廓仿形块(4)的仿形面形状为待检测曲面对应的标准理论曲面形状；所述轮廓仿形块(4)固定安装在与待检测曲面垂直的底板(1)的上表面上或者角度垫块(2)的上表面上，且轮廓仿形块(4)的仿形面垂直于轮廓仿形块(4)的安装平面；轮廓仿形块(4)在轮廓仿形块(4)安装平面上的位置由待检测曲面在轮廓仿形块(4)安装平面上的投影位置决定；

所述对标柱(5)垂直设置在底板(1)的上表面上，用于对测量表块校对“0”位；

所述测量表块包括百分表以及上、下两个同轴的圆柱状探头A(101)和探头B(102)；检测时，测量表块本体在轮廓仿形块(4)的安装平面上移动，带动测量表块下面的探头B(102)在轮廓仿形块(4)的仿形面上移动，上面的探头A(101)在待检测曲面上移动，百分表上显示出偏差值。

2.根据权利要求1所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

所述固定组件包括V型块组件、铰链夹紧装置以及扭角定位装置(6)；

所述V型块组件用于限制待检测的静子叶片(8)沿平行于底板(1)上表面的横轴、纵轴两个方向的两个移动自由度，以及绕平行于底板(1)上表面的横轴旋转和绕垂直于底板(1)上表面的竖轴旋转的两个旋转自由度；

所述铰链夹紧装置与V型块组件共同作用用于限制待检测的静子叶片(8)沿垂直于底板(1)上表面的竖轴方向的移动自由度；

所述扭角定位装置(6)用于限制待检测的静子叶片(8)绕平行于底板(1)上表面的纵轴旋转的自由度。

3.根据权利要求2所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

所述V型块组件包括两个V型块(3)；

所述两个V型块(3)沿平行于底板(1)上表面的纵轴方向间隔设置，两个V型块(3)的V型开口均向上，且均垂直固连在底板(1)的上表面上；在一个V型块(3)靠近另一个V型块(3)一侧的端面上，固定设置有缘板定位球(7)；缘板定位球(7)与所述另一个V型块(3)之间间隔的距离，与待检测的静子叶片(8)上大端外缘板面(81)与小端外缘板面(82)之间的距离相适配。

4.根据权利要求3所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

所述铰链夹紧装置的数量为一个；

所述铰链夹紧装置安装在底板(1)上，位于两个V型块(3)中间且位于两个V型块(3)所确定的纵轴的同侧位置。

5.根据权利要求3所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

所述铰链夹紧装置的数量为两个；

每个所述V型块(3)上各安装一个铰链夹紧装置。

6.根据权利要求3所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

所述扭角定位装置(6)包括支块(61)、滑块(62)以及锁紧螺钉(63)；

所述支块(61)为“L”状，在所述“L”状的竖直边上设置有沿竖直方向的滑槽；在所述滑槽的侧壁上设置有贯通的且与所述锁紧螺钉(63)相适配的螺纹孔；在所述滑槽的槽底平面靠近下方的位置，垂直固定设置有挡销(64)；

所述滑块(62)为“T”形，所述“T”形的竖直边位于滑槽中，可沿滑槽上下滑动；在所述“T”形的竖直边与滑槽的槽底平面平行的平面上，垂直设置有贯通的腰型孔；所述挡销(64)插入该腰型孔；在所述腰型孔中挡销(64)以上的位置依次放置有压缩弹簧(65)、半圆键(66)；在所述滑槽的槽口设置有盖板；所述盖板与支块(61)之间可拆卸连接；在所述“T”形的水平边的上方，位于所述“T”形的竖直边的两侧，设置有两个上端顶部为球状的定位柱(67)；

所述锁紧螺钉(63)穿过所述螺纹孔，用于在滑块(62)到达位置时，顶住滑块(62)，对滑块(62)进行定位；

所述扭角定位装置(6)设置在两个V型块(3)之间，所述“L”状的水平边与底板(1)的上表面平行设置，通过“L”状的水平边固连在底板(1)上；扭角定位装置(6)上的两个所述定位柱(67)的位置与待检测静子叶片(8)根部基准截面上的两个定位点的位置相匹配。

7.根据权利要求6所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：所述锁紧螺钉(63)为滚花高头螺钉。

8.根据权利要求6所述的测量航空发动机静子叶片叶型复杂端面轮廓度的测具结构，其特征在于：

所述轮廓仿形块(4)有四个，四个轮廓仿形块(4)与静子叶片(8)端面上的四个待检测曲面一一对应；所述四个待检测曲面分别为大端的排气边(83)、大端的进气边(84)、小端的排气边(85)以及小端的进气边(86)；

所述角度垫块(2)有三个；底板(1)的上表面以及三个角度垫块(2)的上表面一一对应地为四个轮廓仿形块(4)分别提供垂直于四个待检测曲面的安装平面，四个轮廓仿形块(4)一一对应地安装在底板(1)的上表面以及三个角度垫块(2)的上表面上；角度垫块(2)在底板(1)上的位置由与其对应的待检测曲面的位置决定。