一种用于风扇转子叶片叶尖端面轮廓的测具

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片测量装置技术领域，尤其涉及一种用于风扇转子叶片叶尖端面轮廓的测具。

背景技术

风扇转子叶片是航空涡扇发动机进气机匣的关键零件，叶片的尺寸及展弦比较大,其主要作用是压缩流过的空气并提高进气效率，提高核心机工作效率，为后续的燃气创造条件，以增大发动机推力。

风扇转子叶片与机匣内壁的间隙直接影响发动机的进气效率：间隙越小压缩比越大、效率越高；间隙过大则会存在漏气，导致发动机的进气效率和压缩比例大幅下降，进而使得输出推力大幅下降。同时，间隙过小会导致发动机高速旋转时叶尖与机匣内壁产生摩擦干涉,进而打伤机匣,故风扇转子叶片的叶尖圆弧尺寸至关重要。因此需要对叶尖端面的圆弧进行检测。

如图1所示为现有的检测方式，在外圆磨的机床的平台上固定安装有一个夹具1，并将整台发动机的叶片2装夹在该夹具1上，同时在机床内部安装有基准对表块3，百分表的表针4利用机床基准对表块3上进行对表之后，转动夹具1带动叶片2转动，读取百分表4指示数，得到叶尖端面某几个点的尺寸。

但是，采用上述测量方法只能确保被测点尺寸满足设计图要求，其余位置只能通过加工方法保证，无法对其他位置进行测量，存在尺寸不满足的隐患。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种用于风扇转子叶片叶尖端面轮廓的测具，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种用于风扇转子叶片叶尖端面轮廓的测具，包括底板，在底板顶面的一端设置有竖直的支撑块，另一端设置有弧形块；在所述支撑块上设置有安装架用于装夹待测叶片的榫头，装夹后，使待测叶片对应的发动机轴线呈垂直状态；所述弧形块上远离支撑块的端面设置为弧形面；在所述弧形块的一端设置有对表柱，在对表柱的一侧面设置为对表弧面；所述弧形面、对表弧面、以及待测叶片的叶尖理论轮廓所在圆弧面的轴线均与发动机轴线重合；在所述弧形面上滑动配置有滑块，滑块的顶部设置有表架；在表架的顶部设置有百分表，百分表的表针朝向待测叶片的叶尖。

优选的，在所述弧形面上设置滑槽，该滑槽的走向与待测叶片的叶尖走向一致；在所述滑块上插设有销子，且该销子插设至滑槽内，销子与滑槽滑动配合。

进一步地，所述弧形面与待测叶片的叶尖理论轮廓所在圆弧面共面。

可选地，所述滑块的下端面始终抵靠在底板上，并在底板的顶面上滑动，所述表架为伸缩套管结构。

进一步地，所述表架包括上管体和下管体；所述下管体为中空结构，所述上管体滑动安装在下管体的内部；所述百分表安装在上管体的顶部，下管体的下端固接在滑块的顶面上，在下管体的内部设置有弹簧；所述弹簧处于压缩状态，其上端抵靠在上管体的下端面，下端抵靠在滑块的顶面上。

进一步地，所述安装架包括固接在支撑块上的支座、设置在支座两侧面上的夹板、以及包括锁紧螺钉；在所述支座的端面上设置有定位销用于支撑待测叶片的榫头端面；所述锁紧螺钉贯穿设置在夹板、支座上。

进一步地，在两块夹板相对的表面上设置有台阶面，所述台阶面侧壁形成定位面。

进一步地，所述支座靠近支撑块的端面上一体成型设置有环形凸台，该环形凸台与所述支撑块之间通过螺栓连接。

优选的，所述对表弧面位于待测叶片的叶尖理论轮廓所在圆弧面的延长面上。

优选的，所述滑块与所述弧形面相接触的表面设置为圆弧面，圆弧面的半径与所述弧形面的半径一致。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：

(1)在本发明中，由于弧形块上的弧形面、对表柱上的对表弧面、以及待测叶片的叶尖理论轮廓所在圆弧面，三者的轴线均与发动机轴线重合，利用对表柱进行对表之后，滑块在弧形块的弧形面上滑动时，百分表移动的路径形成的轴线也与发动机轴线重合，因此通过读取百分表指示数，即可得到叶尖全弧面的加工尺寸。

(2)在本发明的一种实施例中，通过在弧形面上设置滑槽，且该滑槽的走向与待测叶片的叶尖走向一致，并通过利用插设在滑块上的销子与该滑槽滑动配合，当滑块在弧形块的弧形面上滑动时，还沿着滑槽的走向运动，使得滑块形成了复合运动，可以使得百分表的表针始终贴合在待测叶片的叶尖端面上，便于检测整个叶尖圆弧面，实现对叶尖端面轮廓的全覆盖式测量。

(3)在本发明的另一实施例中，所述滑块的下端面始终抵靠在底板上，并在底板的顶面上滑动，所述表架为上管体、下管体形成伸缩套管结构，在使用时，操作工人可以一手推动滑块沿着弧形块的弧形面移动，另一只手可以压紧上管体调节百分表的高度位置，使得百分表的表针始终贴合在待测叶片的叶尖端面上，以检测整个叶尖圆弧面，实现对叶尖端面轮廓的全覆盖式测量。

(4)本发明中，采用滑块与弧形块相滑动配合的方式，有利于减小整个测具的尺寸，使用便利。

(5)采用本发明所提供的测具，克服了现有测量方式为机内停机测量，占用设备时间的问题。该测具为机外测量，提高设备利用率。同时采用该测具测量，能够单件测量，减少测量等待时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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示出的结构获得其他的附图。

图1为现有的检测方式的示意图；

图2为待测叶片的主视图；

图3为待测叶片的右视图；

图4为本发明所提供的测具的第一实施例示意图；

图5为图4中B-B处的剖视图；

图6为本发明所提供的测具的第一实施例的具备放大图；

图7为本发明所提供的测具的第二实施例的具备放大图。

附图标号说明：1、夹具；2、叶片；3、对表块；4、表针；5、底板；6、支撑块；7、待测叶片；8、弧形块；8a、弧形面；8b、滑槽；9、滑块；9a、销子；10、对表柱；11、表架；12、百分表；13、支座；13a、环形凸台；14、夹板；14a、台阶面；15、定位销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

图1所示为现有的检测方式。图2、图3为待测叶片的结构示意图，该叶片一端设置为榫头，另一端为叶尖，叶尖端面轮廓为以发动机轴线A为轴线的柱状面与叶身相交后形成的圆弧面，图中X、Y、Z为叶片建模时的坐标系，φXXX表示叶尖端面轮廓所在柱状面的直径。结合图3所示，当发动机轴线A处于垂直状态时，沿着叶尖端面方向的视图，叶尖端面呈倾斜状，其走向为从左上角向右下角方向倾斜。

实施例一：

结合图4至图6所示为本发明所提供的一种用于风扇转子叶片叶尖端面轮廓的测具的第一实施例示意图。该测具包括底板5，在底板5顶面的一端设置有竖直的支撑块6，另一端设置有弧形块8；在所述支撑块6上设置有安装架用于装夹待测叶片7的榫头，装夹后，使待测叶片7对应的发动机轴线呈垂直状态；所述弧形块8上远离支撑块6的端面设置为弧形面8a；在所述弧形块8的一端设置有对表柱10，在对表柱10的一侧面设置为对表弧面10a；所述弧形面8a、对表弧面10a、以及待测叶片7的叶尖理论轮廓所在圆弧面的轴线均与发动机轴线重合；在所述弧形面8a上滑动配置有滑块9，滑块9的顶部设置有表架11；在表架11的顶部设置有百分表12，百分表12的表针朝向待测叶片7的叶尖。

在进行检测时，待检测叶片7安装在支撑块6的安装架上，对应的发动机轴线A处于垂直状态，百分表12的利用对表柱10进行对表之后，滑块9在弧形块8的弧形面8a上滑动，带动表架11顶端的百分表12运动，利用百分表12的表针对待检测叶片7的叶尖弧面进行检测。

结合图4及图6所示，在本实施例中，在所述弧形面8a上设置滑槽8b，该滑槽8b的走向与待测叶片7的叶尖走向一致；在所述滑块9上插设有销子9a，且该销子9a插设至滑槽8b内，销子9a与滑槽8b滑动配合。结合图3所示，由于叶尖端面呈倾斜状，其走向为从左上角向右下角方向倾斜。为了在检测时，使得百分表12的表针始终贴合在待测叶片的叶尖端面上，因此设置了走向与待测叶片7的叶尖走向一致的滑槽8b，当滑块9在弧形块8的弧形面8a上滑动时，还沿着滑槽8b的走向运动，使得滑块9形成了复合运动，该复合运动可以使得百分表12的表针始终贴合在待测叶片7的叶尖端面上，便于检测整个叶尖圆弧面，实现对叶尖端面轮廓的全覆盖式测量。

在本实施例中，为了使得滑槽8b与待测叶片7的叶尖相一致，将所述弧形面8a与待测叶片7的叶尖理论轮廓所在圆弧面设置为共面，即弧形面8a的直径与待测叶片7的叶尖理论轮廓所在圆弧面直径相同。

结合图4所示，在本实施例中，所述安装架包括固接在支撑块6上的支座13、设置在支座13两侧面上的夹板14、以及包括锁紧螺钉16；在所述支座13的端面上设置有定位销15用于支撑待测叶片7的榫头端面；所述锁紧螺钉16贯穿设置在夹板14、支座13上。对待检测叶片7进行装夹时，将待检测叶片7的榫头置于两块夹板14之间，且榫头的下端面抵靠在定位销15上，通过锁紧螺钉16收拢夹板14压紧待检测叶片7，即可完成待检测叶片7的装夹。

进一步地，结合图5所示，在本实施例中，在两块夹板14相对的表面上设置有台阶面14a，所述台阶面14a侧壁形成定位面14b。装夹时，待检测叶片7的榫头卡接在台阶面14a上，定位面14b形成径向定位，配合定位销15，即可对待检测叶片7形成定位，采用该结构定位简单，装夹方便。

结合图4所示，为了便于支座13的安装，因此在所述支座13靠近支撑块6的端面上一体成型设置有环形凸台13a，该环形凸台13a与所述支撑块6之间通过螺栓连接。

在本实施例中，为了方便加工对表柱10上的表弧面10a，因此将所述对表弧面10a位于待测叶片7的叶尖理论轮廓所在圆弧面的延长面上。即弧形面8a的直径、表弧面10a、待测叶片7的叶尖理论轮廓所在圆弧面，三者的直径相同。在加工表弧面10a、弧形面8a时，可以先将弧形块8与对表柱10先安装在底板上，采用车削的方式同时加工出表弧面10a、弧形面8a，然后再进行抛光。

在本实施例中，为了保证滑块9在弧形面8a上平稳滑动，因此将滑块9与所述弧形面8a相接触的表面设置为圆弧面，圆弧面的半径与所述弧形面8a的半径一致。

实施例二：

结合图7所示，基于实施例一，该实施例二的不同之处在于取消了弧形面8a上的滑槽8b，同时取消了插设在滑块9上的销子9a。将所述滑块9的下端面始终抵靠在底板5上，并在底板5的顶面上滑动，并将所述表架11设置为为伸缩套管结构。具体地，所述表架11包括上管体11a和下管体11b；所述下管体11b为中空结构，所述上管体11a滑动安装在下管体11b的内部；所述百分表12安装在上管体11a的顶部，下管体11b的下端固接在滑块9的顶面上，在下管体11b的内部设置有弹簧11c；所述弹簧11c处于压缩状态，其上端抵靠在上管体11a的下端面，下端抵靠在滑块9的顶面上。

在使用时，操作工人可以一手推动滑块9在底座5的顶面上滑动，同时沿着弧形块8的弧形面8a移动，另一只手可以压紧上管体11a，调节百分表12的高度位置，使得百分表12的表针始终贴合在待测叶片7的叶尖端面上，以检测整个叶尖圆弧面，实现对叶尖端面轮廓的全覆盖式测量。

本实施例二除了上述结构外，其余与实施例一结构相同，在此不进行赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。