CN112033266B - 一种测量带定位销的整流叶片角度的测具和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量带定位销的整流叶片角度的测具和方法，测具主要由底座、压杆、螺母、螺栓、立板、支撑块、铰接座、基座、角度指示块和旋转环体组成，立板垂直于底座的上端面，立板上开有通孔，立板的前端为基座，后端通孔外周向有一圈环形凸起，旋转环体套接在环形凸起上，旋转环体上有一条径向的通槽，环形凸起上有一条通孔，角度指示块滑动连接在通槽和通孔内，并通过其末端的缺口与整流叶片定位块上的凸台插接，从而形成凸台上基准面的延伸结构，支撑块位于底座的上端面，支撑块上表面的轮廓与叶片上待测截面的曲线形状一致，压杆的一端铰接在铰接座上，另一端通过槽口与螺栓插接，并通过螺母锁紧。本发明能够方便的判断整流叶片零件加工后尺寸是否合格。

Description

一种测量带定位销的整流叶片角度的测具和方法
技术领域
本发明属于航空发动机制造技术领域，涉及对带定位销的整流叶片的加工方法，特别是一种通用整流叶片类零件角度测量的测具和测量方法。
背景技术
在航空发动机中，整流叶片是压气机中的一个关键零部件。而带定位销的整流叶片是压气机整流叶片的一种典型零件。如图1、图1-1和图1-2所示，带定位销的整流叶片主要由高压压气机第二级整流叶片、衬套和定位块组成的一个组合件，第二级整流叶片、衬套和定位块在同一条轴线上，凸台位于定位块上，定位块的凸台上有一条基准面M，定位销插接在定位块上。主要的加工难点在于加工定位销的销子孔，加工后需保证在叶片型面的V-V截面上，相对叶片曲面坐标系内X轴正负方向上各偏移一个理论值与V-V截面内叶盆曲线的交点Q和Q1的连线P与定位块的凸台上基准面M的夹角。该角度是该零件的关键尺寸，但是该角度尺寸是与曲面理论虚交线的尺寸，并不在零件实体上，因此检测比较困难。
发明内容
本发明旨在提供一种测量带定位销的整流叶片角度的测具和方法，能够方便的判断整流叶片零件加工后尺寸是否合格。
为解决带定位销的整流叶片加工后角度尺寸测量的问题，本发明提出了一种测具的方案和使用测具测量整流叶片角度的方法，具体如下：
一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，带定位销的整流叶片包括沿着整流叶片轴线方向依次相连的第二级整流叶片、衬套和定位块，定位块上有凸台，凸台表面有一条基准面，测具包括，
底座；
整流叶片支撑结构，所述整流叶片支撑结构位于底座上端面，包括一条支撑曲面，支撑曲面的轮廓与整流叶片上选定的角度测量截面处的叶盆曲线一致，且支撑曲面与底座上端面的角度关系使得整流叶片上角度测量截面处的叶片曲线坐标系的X轴方向与底座上端面平行；
整流叶片定位结构，所述整流叶片定位结构位于底座上端面，包括与整流叶片衬套外圆面紧贴的下凹槽、与整流叶片衬套外圆面紧贴的上凹槽以及与整流叶片衬套端面平行且紧贴的定位面；
旋转环体，所述旋转环体与整流叶片衬套外圆面同轴，且位于定位面靠近整流叶片定位块的一侧，旋转环体上有一条径向的通槽；
角度指示块，所述角度指示块活动插接在旋转环体的通槽内，角度指示块上有一条缺口，角度指示块通过缺口与整流叶片上的凸台基准面贴合并定位；
角度指示面，所述角度指示面垂直于整流叶片的衬套轴线方向，且位于旋转环体与定位面之间，角度指示面靠近旋转环体一侧的表面上设置有两条标识，分别对应叶片待测角度取理论最大值和最小值时的位置。
优选的，所述底座为一立方体。
优选的，所述整流叶片支撑结构为一块支撑块，支撑块的下端连接在底座上端面，支撑块的上端面为支撑曲面。
优选的，所述整流叶片定位结构包括，
立板，所述立板垂直于底座上端面，立板上开有通孔，立板上垂直于底座上端面的一个表面作为角度指示面，角度指示面上有一个与通孔同轴并位于通孔外侧的环形凸起，旋转环体套接在环形凸起上，环形凸起上开有与旋转环体上通槽匹配的通孔；
基座，所述基座与立板上另一个垂直于底座上端面的表面连接，基座的上表面加工有下凹槽，基座的左侧面转动连接有一根螺栓，基座的右侧面为一个铰接座；
压杆，所述压杆的一端铰接在基座的铰接座上，压杆的另一端开有与螺栓插接的槽口，槽口和铰接位置之间且在压杆上加工有上凹槽，上凹槽与下凹槽配合用于压紧定位整流叶片的衬套外圆面。
优选的，所述角度指示块为一块立方体块，其端面上有一个作为指针的凸起。
优选的，所述旋转环体径向上的通槽为立方体槽。
一种采用前述测具测量整流叶片角度的方法，将整流叶片的叶片型面与整流叶片支撑结构的支撑曲面贴合，再将整流叶片的衬套置于整流叶片定位结构的上凹槽和下凹槽中，旋转与衬套同轴的旋转环体，当旋转环体上的通槽与整流叶片上的凸台对应时，向通槽内***角度指示块，确保角度指示块的缺口***整流叶片的凸台并贴紧凸台表面的基准面，观察角度指示块是否位于角度指示面上两条标识的范围内。
与现有测具和测量方法相比，本发明的测具结构较为简单，可以方便实现零件的检测。有效解决了过去过去通过三坐标测量的方法，由于零件叶片型面加工自身存在的误差，而检测时通过伦理值反推进行测量的，检测误差大，且检测效率很低的问题，具有一定的实用性。
附图说明
图1、图1-1和图1-2为整流叶片结构示意图和待测角度示意图；
图2为本发明测具的主视图和A-A截面示意图；
图3为本发明测具的俯视图和E-E、C-C截面示意图；
图4为本发明测具的左视图和D-D截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：
本发明的测具结构三维示意图如图2所示，主要由底座1、压杆4、螺母3、螺栓、立板7、支撑块8、铰接座9、基座10、角度指示块5和旋转环体6组成，立板7垂直于底座1的上端面，立板7上开有通孔，立板7的前端为基座10，后端通孔外周向有一圈环形凸起，旋转环体6套接在环形凸起上，旋转环体6上有一条径向的通槽，环形凸起上有一条通孔，角度指示块5滑动连接在通槽和通孔内，并通过其末端的缺口与整流叶片定位块上的凸台插接，从而形成凸台上基准面的延伸结构，支撑块8位于底座1的上端面，支撑块8上表面的轮廓与叶片上待测截面的曲线形状一致，压杆4的一端铰接在铰接座9上，另一端通过槽口与螺栓插接，并通过螺母3锁紧。立板7的表面有两条标识线，对应待测角度的最大位置和最小位置。
测具的工作原理如下：以零件上衬套的外圆和端面定位，在底座1上设置一个距离定位位置(衬套端面)与零件V-V截面位置一致的支撑块8，支撑块8做成与V-V截面叶盆曲线一致的曲面且将叶片曲线的坐标系X轴方向与底座1上端面平行的方向上。当零件叶片与支撑块8贴合后，压紧压杆4将零件固定，再通过将角度指示块5***零件定位块的基准面M处与凸台表面贴紧定位，而角度指示块5是与外环滑动连接并可以绕整流叶片的轴向旋转。通过换算设计图要求的零件定位块的基准面M与叶片曲线的坐标系X轴方向的角度及角度的公差值，在角度指示面上设置两个标识刻线表示理论最大和最小角度的位置(由于立板7的两个表面垂直于底座1的上端面，叶片曲线的坐标系X轴平行于底座1上端面，Z轴与整流叶片的轴线重合，而整流叶片的轴线平行于基准面M，所以凸台表面的基准面M与立板7的两个垂直表面有交线，这条交线与叶片曲线的坐标系X轴之间的夹角即待测角度)，就可以通过角度指示块5上的指针指示的位置是否在合格范围内判断零件角度是否合格。
零件测量方法的过程如下。如图4中的D-D视图所示，以零件上衬套的外圆和端面定位。如图3中C-C视图所示，定位结构包括一个固定在底座1上的基座10表面的半圆形槽，另一个是可以活动的压杆4上设置的半圆形槽。将压杆4绕着与铰接座9铰接端打开后就可以装卸零件。零件上叶片定位的方式，如图3，在底座1上设置一个距离定位面(衬套端面)与零件V-V截面距离一致的支撑块8，支撑块8上按叶片曲线的坐标系X轴方向与底座底面平行的方向上V-V截面叶盆曲线设置一个曲面，如图2中A-A视图所示支撑块8。将零件叶片与支撑块8曲面贴合后，压紧压杆4就可以将零件位置固定。零件固定通过可活动的螺栓卡到压杆4末端的槽里，拧紧螺母3，基座10上的半圆形槽和活动压杆4上的半圆形槽将零件衬套抱住，实现零件固定如图3中C-C视图所示。测量过程是通过在旋转环体6通槽里的角度指示块5实现。角度指示块5可以在旋转环体6通槽里上下移动(角度指示块5与通槽间隙配合)，同时旋转环体6可以绕零件轴线旋转如图3中E-E视图所示。通过角度指示块5上的缺口与零件定位块上的凸台的基准面配合(缺口恰好***凸台并紧贴基准面M)。由于角度指示块5与旋转环体6可以一起绕零件轴线旋转，所以通过角度指示块5上下滑动并与凸台定位。当角度指示块5***零件定位块上的凸台时(当角度指示块5无法***凸台时说明角度明显不合格)，旋转(逆时针和顺时针方向)旋转环体6带动角度指示块5和整流叶片，通过角度指示块5上的指针显示零件定位块上的凸台基准面M的角向位置。再通过观察角度指示块5上指针指示的位置是否在两条标识线范围内判断零件角度是否合格。
以上是本发明的实施方式之一，对于本领域的一般技术人员在上述实施案例的基础上可以做出多种变化，同样能够实现本发明的目的，但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (7)

1.一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，带定位销的整流叶片包括沿着整流叶片轴线方向依次相连的第二级整流叶片、衬套和定位块，定位块上有凸台，凸台表面有一条基准面，其特征在于：测具包括，
底座；
整流叶片支撑结构，所述整流叶片支撑结构位于底座上端面，包括一条支撑曲面，支撑曲面的轮廓与整流叶片上选定的角度测量截面处的叶盆曲线一致，且支撑曲面与底座上端面的角度关系使得整流叶片上角度测量截面处的叶片曲线坐标系的X轴方向与底座上端面平行；
整流叶片定位结构，所述整流叶片定位结构位于底座上端面，包括与整流叶片衬套外圆面紧贴的下凹槽、与整流叶片衬套外圆面紧贴的上凹槽以及与整流叶片衬套端面平行且紧贴的定位面；
旋转环体，所述旋转环体与整流叶片衬套外圆面同轴，且位于定位面靠近整流叶片定位块的一侧，旋转环体上有一条径向的通槽；
角度指示块，所述角度指示块活动插接在旋转环体的通槽内，角度指示块上有一条缺口，角度指示块通过缺口与整流叶片上的凸台基准面贴合并定位；
角度指示面，所述角度指示面垂直于整流叶片的衬套轴线方向，且位于旋转环体与定位面之间，角度指示面靠近旋转环体一侧的表面上设置有两条标识，分别对应叶片待测角度取理论最大值和最小值时的位置。
2.根据权利要求1所述的一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，其特征在于：所述底座为一立方体。
3.根据权利要求1所述的一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，其特征在于：所述整流叶片支撑结构为一块支撑块，支撑块的下端连接在底座上端面，支撑块的上端面为支撑曲面。
4.根据权利要求1所述的一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，其特征在于：所述整流叶片定位结构包括，
立板，所述立板垂直于底座上端面，立板上开有通孔，立板上垂直于底座上端面的一个表面作为角度指示面，角度指示面上有一个与通孔同轴并位于通孔外侧的环形凸起，旋转环体套接在环形凸起上，环形凸起上开有与旋转环体上通槽匹配的通孔；
基座，所述基座与立板上另一个垂直于底座上端面的表面连接，基座的上表面加工有下凹槽，基座的左侧面转动连接有一根螺栓，基座的右侧面为一个铰接座；
压杆，所述压杆的一端铰接在基座的铰接座上，压杆的另一端开有与螺栓插接的槽口，槽口和铰接位置之间且在压杆上加工有上凹槽，上凹槽与下凹槽配合用于压紧定位整流叶片的衬套外圆面。
5.根据权利要求1所述的一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，其特征在于：所述角度指示块为一块立方体块，其端面上有一个作为指针的凸起。
6.根据权利要求1所述的一种测量带定位销的整流叶片角度的测具，其特征在于：所述旋转环体径向上的通槽为立方体槽。
7.一种采用权利要求1所述测具测量整流叶片角度的方法，其特征在于：将整流叶片的叶片型面与整流叶片支撑结构的支撑曲面贴合，再将整流叶片的衬套置于整流叶片定位结构的上凹槽和下凹槽中，旋转与衬套同轴的旋转环体，当旋转环体上的通槽与整流叶片上的凸台对应时，向通槽内***角度指示块，确保角度指示块的缺口***整流叶片的凸台并贴紧凸台表面的基准面，观察角度指示块是否位于角度指示面上两条标识的范围内。
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