专利名称：一种无余量叶片型面的综合测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械加工技术领域，特别涉及一种无余量叶片型面的综合测量装置。
背景技术：
目前航空发动机或民用飞机发动机的叶片叶型型面检测是采用传统的样板控制 极限值测量，只能对叶片型面做定性测量，不能定量测量叶片叶型位置的偏移和扭转数据， 只能测量单一方向的偏移，不符合技术条件的要求。
发明内容针对上述现有技术的问题，本实用新型提供一种无余量叶片型面的综合测量装 置，该装置通过其定位夹紧机构、测量机构、扭转机构、偏移机构，能够检测叶片叶型的位置 度和扭转。本实用新型的无余量叶片型面的综合测量装置包括偏移机构、扭转机构、定位夹 紧机构、测量机构、旋转轴、方形支座、方形立柱和底座。所述底座的左、右两端以底座中心线为对称分别固定有方形立柱；所述偏移机构置在底座中部的上表面上；所述扭转机构置在偏移机构的上表面上，并通过旋转轴与偏移机构相连接；所述定位夹紧机构通过方形支座固定在旋转机构上；所述测量机构装配在方形立柱上；所述偏移机构包括导轨、滑板、限位键、百分表A、表架A、定位螺栓；所述导轨为长条形状，在底座上表面以底座中心线为对称固定有一对导轨，该对 导轨之间形成的滑道沿底座的前后方向；所述滑板为长方体，该滑板以间隙配合的方式置 在上述两个导轨之间，该滑板的前端面的中间有垂直方向的键槽，该键槽的底面上有带有 内螺纹的盲孔；所述限位键为条状，其中间沿长度方向有长方形通槽，该限位键以间隙配合 的方式置在滑板前端面的键槽中，所述定位螺栓穿过限位键的长方形通槽，其前端旋入滑 板前端面上的键槽底面上的盲孔中；所述表架A固定在底座的前端面上，所述百分表A沿底 座的前后方向以间隙配合的方式穿过表架A，并通过螺栓固定，且该百分表A的表头接触滑 板的前端面；所述扭转机构包括转盘、偏心轴、挡销、百分表B、表架B、测量销A ；所述转盘为圆盘形状，该转盘置在偏移机构的滑板的上表面；所述转盘为圆盘形状，该转盘外圆面上有垂直方向的通槽，该通槽的宽度和深度 与滑板前端面上的键槽相同，该转盘置在偏移机构的滑板的上表面，且其外圆面上的通槽 对正滑板前端面上的键槽；所述旋转轴的一端以间隙配合的方式插入转盘，另一端以过盈配合的方式插入偏 移机构的滑板，且该旋转轴与转盘为同一轴线；[0016]所述挡销固定在转盘的外圆面上，所述偏心轴固定在偏移机构的滑板上，且该偏 心轴的外圆面与挡销相接触；所述测量销A沿转盘的径向方向固定在转盘的外圆面上，所 述表架B固定在偏移机构的滑板上，所述百分表B以间隙配合的方式穿过表架B，并用螺栓 固定，且该百分表B的表头接触上述测量销A上，该百分表B的中轴线与测量销A的中轴线 位于同一个水平面上，且互相垂直；所述定位夹紧机构包括上定位夹紧机构、下定位夹紧机构、转轴、手柄、转轴上支 撑块、转轴下支撑块、轴向定位销；所述轴向定位销固定在扭转机构的转盘的上表面上；所述上定位夹紧机构包括上偏心轮、上压紧杠杆、上顶销、上压紧块、上定位块、上 定位销、上杠杆支撑块；所述下定位夹紧机构包括下偏心轮、下压紧杠杆、下顶销、下压紧块、下定位块、下 定位销、下杠杆支撑块；所述转轴上支撑块固定在方形支座后端面的上部；所述上杠杆支撑块固定在方形支座右侧面的上部；所述上定位块固定在方形支座的左侧面的上部，所述上定位销固定在方形支座的 前端面的上部，上定位块的定位面与上定位销的前端面相互垂直；所述上压紧杠杆通过轴接方式连接到上杠杆支撑块上，该上压紧杠杆的一端固定 有上顶销，另一端固定有上压紧块，该上顶销的前端面接触上偏心轮的外圆面上；所述下定位夹紧机构与上定位夹紧机构结构相同，并以与上定位夹紧机构同样的 方式、同样的前后、左右方向的位置装配在方形支座的下部；所述转轴的上部固定有手柄，该转轴从手柄向下依次穿过上偏心轮、转轴上支撑 块、转轴下支撑块、下偏心轮，该转轴与上偏心轮、下偏心轮之间均为过盈配合，该转轴与转 轴上支撑块、转轴下支撑块之间均为间隙配合，上偏心轮的下表面与转轴上支撑块的上表 面相接触，下偏心轮的下表面与转轴下支撑块的上表面相接触；所述测量机构包括大连杆、小连杆、测量杠杆、百分表C、限位杠杆、型面样板、测量 销B、对表销、压簧；所述大连杆、小连杆均以垂直方式固定在方形立柱的前端面的外边缘处，所述限 位杠杆呈竖放的Z字形状，该限位杠杆的中部以间隙配合的方式套在大连杆上，该限位杠 杆的中部的内侧面有一个凸台，该凸台与小连杆之间有一个间隙，且限位杠杆的一端固定 有小圆球，该小圆球接触方形立柱的外侧表面(即测量基准面)，限位杆杆的另一端的侧面 有圆形通孔和圆柱销；所述测量杠杆的一端固定有测量销B，该测量销B接触方形立柱的外 侧表面，测量杠杆的另一端固定有对表销，测量杠杆的中心通过轴接方式与限位杠杆的中 部相连接，所述百分表C以间隙配合的方式穿过的限位杆杆端部的圆形通孔，并通过螺栓 固定，该百分表C的表头接触测量杠杆上的对表销，所述压簧一端套在限位杠杆的圆柱销 上，另一端顶在测量杠杆上；所述型面样板以间隙配合方式水平穿过方形立柱；在以底座中心线为对称的方形支柱的前端面的外边缘处各装配一个上述测量机 构；本实用新型的有益效果能够定量测量叶片叶型位置的偏移和扭转数据，提高了测量效率。
图1为本实用新型的无余量叶片型面的综合测量装置的主视图图2为图1的俯视图图3为图1的左视图图中1、导轨 2、滑板 3、限位键 4、百分表A 5、表架A 6、定位螺栓；11、转盘 12、偏心轴 13、挡销 14、百分表B 15、表架B 16、测量销A ；21、上定位夹紧机构22、下定位夹紧机构 23、转轴 24、手柄 25、上支撑块 26、下支撑块 27、轴向定位销；31、上偏心轮 32、上压紧杠杆 33、上顶销 34、上压紧块 35、上定位块 36、上定位销 37、上杠杆支撑块；51、大连杆 52、小连杆 53、测量杠杆54、百分表C 55、限位杠杆56、型 面样板57、测量销B 58、对表销 59、弹簧；81、底座 82、方形立柱83、方形支座84、旋转轴 85、叶片。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述如图1、图2、图3所示，本实用新型的无余量叶片型面的综合测量装置包括偏移机 构、扭转机构、定位夹紧机构、测量机构、旋转轴84、方形支座83、方形立柱82和底座81。所述底座81的左、右两端以底座中心线为对称分别固定有方形立柱82 ；所述偏移机构置在底座81中部的上表面上；所述扭转机构置在偏移机构的上表面上，并通过旋转轴84与偏移机构相连接；所述定位夹紧机构通过方形支座83固定在旋转机构上；所述测量机构装配在方形立柱82上；如图1、图2所示，所述偏移机构包括导轨1、滑板2、限位键3、百分表々4、表架八5、 定位螺栓6 ；所述导轨1为长条形状，在底座81上表面以底座81中心线为对称固定有一对导 轨1，该对导轨1之间形成的滑道沿底座81的前后方向；所述滑板2为长方体，该滑板2以 间隙配合的方式置在上述两个导轨1之间，该滑板2的前端面的中间有垂直方向的键槽，该 键槽的底面上有带有内螺纹的盲孔；所述限位键3为条状，其中间沿长度方向有长方形通 槽，该限位键3以间隙配合的方式置在滑板2前端面的键槽中，所述定位螺栓6穿过限位键 3的长方形通槽，其前端旋入滑板前端面上的键槽底面上的盲孔中；所述表架A5固定在底 座81的前端面上，所述百分表A4沿底座的前后方向以间隙配合的方式穿过表架A5，并通过 螺栓固定，且该百分表A4的表头接触滑板2的前端面；如图2所示，所述扭转机构包括转盘11、偏心轴12、挡销13、百分表B14、表架B15、 测量销A16 ；所述转盘11为圆盘形状，该转盘11外圆面上有垂直方向的通槽，该通槽的宽度和 深度与滑板2前端面上的键槽相同，该转盘11置在偏移机构的滑板2的上表面，且其外圆面上的通槽对正滑板2前端面上的键槽；所述旋转轴84的一端以间隙配合的方式插入转盘11，另一端以过盈配合的方式 插入偏移机构的滑板2，且该旋转轴84与转盘11为同一轴线；所述挡销13固定在转盘11的外圆面上，所述偏心轴12固定在偏移机构的滑板2 上，且该偏心轴12的外圆面与挡销13相接触；所述测量销A16沿转盘的径向方向固定在转 盘11的外圆面上，所述表架B15固定在偏移机构的滑板2上，所述百分表B14以间隙配合 的方式穿过表架B15，并用螺栓固定，且该百分表B14的表头接触上述测量销A16上，该百分 表B14的中轴线与测量销A16的中轴线位于同一个水平面上，且互相垂直；如图1、图2、图3所示，所述定位夹紧机构包括上定位夹紧机构21、下定位夹紧机 构22、转轴23、手柄M、转轴上支撑块25、转轴下支撑块沈、轴向定位销27 ；所述轴向定位销27固定在扭转机构的转盘11的上表面上；如图2所示，所述上定位夹紧机构包括上偏心轮31、上压紧杠杆32、上顶销33、上 压紧块34、上定位块35、上定位销36、上杠杆支撑块37 ；所述下定位夹紧机构包括下偏心轮、下压紧杠杆、下顶销、下压紧块、下定位块、下 定位销、下杠杆支撑块；所述转轴上支撑块25固定在方形支座84后端面的上部；所述上杠杆支撑块37固定在方形支座84右侧面的上部；所述上定位块35固定在方形支座84的左侧面的上部，所述上定位销36固定在方 形支座84的前端面的上部，上定位块35的定位面与上定位销36的前端面相互垂直；所述上压紧杠杆13通过轴接方式连接到上杠杆支撑块37上，该上压紧杠杆32的 一端固定有上顶销36，另一端固定有上压紧块34，该上顶销36的前端面接触上偏心轮31 的外圆面上；所述下定位夹紧机构与上定位夹紧机构结构相同，并以与上定位夹紧机构同样的 方式、同样的前后、左右方向的位置装配在方形支座84的下部；所述转轴23的上部固定有手柄24，该转轴23从手柄M向下依次穿过上偏心轮 31、转轴上支撑块25、转轴下支撑块沈、下偏心轮，该转轴23与上偏心轮31、下偏心轮之间 均为过盈配合，该转轴与转轴上支撑块25、转轴下支撑块沈之间均为间隙配合，上偏心轮 31的下表面与转轴上支撑块25的上表面相接触，下偏心轮的下表面与转轴下支撑块沈的 上表面相接触；如图2所示，所述测量机构包括大连杆51、小连杆52、测量杠杆53、百分表C54、限 位杠杆55、型面样板56、测量销B57、对表销58、压簧59 ；所述大连杆51、小连杆52均以垂直方式固定在方形立柱82的前端面的外边缘处， 所述限位杠杆阳呈竖放的Z字形状，该限位杠杆55的中部以间隙配合的方式套在大连杆 51上，该限位杠杆55的中部的内侧面有一个凸台，该凸台与小连杆52之间有一个间隙，且 限位杠杆55的一端固定有小圆球，该小圆球接触方形立柱82的外侧表面(即测量基准面)， 限位杆杆阳的另一端的侧面有圆形通孔和圆柱销；所述测量杠杆53的一端固定有测量销 B57，该测量销B57接触方形立柱82的外侧表面，测量杠杆53的另一端固定有对表销58，测 量杠杆53的中心通过轴接方式与限位杠杆55的中部相连接，所述百分表C54以间隙配合 的方式穿过的限位杆杆阳端部的圆形通孔，并通过螺栓固定，该百分表C54的表头接触测量杠杆53上的对表销58，所述压簧59 —端套在限位杠杆55的圆柱销上，另一端顶在测量 杠杆53上；所述型面样板56以间隙配合方式水平穿过方形立柱82 ；在以底座81中心线为对称的方形支柱82的前端面的外边缘处各装配一个上述测 量机构；本实用新型的测量原理如下按照叶片的设计图纸和测量时被固定在本实用新型中的理论位置，制作测量用 左、右型面样板，使分别水平穿过左、右方形立柱的左、右型面样板的前端分别接触叶片某 一截面的叶盆、叶背，并使左、右型面样板的后端面与左、右方形立柱的外侧面(即测量基准 面)处于同一平面；制作多对对应叶片不同截面的叶盆、叶背的左、右型面样板，就可以测量整个叶片 型面。本实用新型的工作过程如下1、定位夹紧叶片将叶片85以轴线垂直方向置在本实用新型的中心部位，使叶片85的下缘板的底 面抵在轴向定位销27的上端面上，同时将叶片85的上、下缘板分别接触上、下定位夹紧机 构的上、下定位块和上、下定位销，使叶片85从两个方向定位，然后旋转手柄M分别使上、 下偏心轮分别推动上、下压紧杠杆上的上、下顶销转动，从而分别使上、下压紧杠杆另一端 的上、下压紧块向叶片的上、下缘板靠近，从而同时接触并夹紧叶片的上、下缘板，并使叶片 叶型理论中心线与扭转机构的转盘11的中轴线重合，完成对整个叶片的定位和夹紧；2、测量叶片叶型的位置度1)百分表对表将测量杠杆53上的测量销B57接触方形立柱82的外侧面(即测量基准面)，此时 百分表C54的表头接触测量杠杆53上的对表销58，将百分表CM调零；将百分表C54的表头接触滑板2的前端面，然后将百分表CM调零；2)测量叶片85的叶盆叶背方向的偏移；分别推动穿过左、右方形立柱的型面样板57向叶片靠近，使左、右型面样板57的 前端分别接触叶片的叶背、叶盆；沿大连杆51上下滑动测量机构使测量杠杆53与型面样板57处于同一个水平面 上，因为压簧的作用，会使测量杠杆53上的测量销B57接触型面样板57的后端面、测量杠 杆53的另一端的对表销发生转动，从而使百分表C54的表头产生移动，此时百分表C54的 读数即为叶片型面的偏移；3)测量叶片的进气、出气方向的偏移；推动滑板2向后移动，移动距离为设计允许的最大公差，此时再按照上述方法测 量叶片85的叶盆叶背方向的偏移是否符合设计公差要求；推动滑板2向前移动，移动距离为设计允许的最大公差，此时再按照上述方法测 量叶片85的叶盆叶背方向的偏移是否符合设计公差要求；3、测量叶片叶型的扭转旋转偏心轴12，通过挡销13带动转盘11旋转，使旋转角度达到设计允许扭转的最大角度公差，此时测量销A16随之一起转动，从而带动百分表B14的表头移动，此时，百分表 B14的读数近似为测量销A16与百分表B14表头的接触点在前后方向上移动的距离H，测量 销A16与百分表B14的表头接触点到转盘中心的半径为R，转盘旋转的角度i3=arctan(H/ R)；此时再按照上述方法测量叶片85的叶盆叶背方向的偏移是否符合设计公差要求。
权利要求1.一种无余量叶片型面的综合测量装置，包括定位夹紧机构、测量机构、方形立柱 (82)和底座(81)，所述底座(81)的左、右两端以底座中心线为对称分别固定有方形立柱 (82)，且该方形支柱(82)的前端面的外边缘处装配有测量机构，其特征在于该装置还包 括偏移机构、扭转机构、旋转轴(84)和方形支座(83)，所述偏移机构置在底座(81)中部的 上表面上；所述扭转机构置在偏移机构的上表面上，并通过旋转轴(84)与偏移机构相连接； 所述定位夹紧机构通过方形支座(83)固定在旋转机构上。
2.如权利要求1所述的无余量叶片型面的综合测量装置，其特征在于所述偏移机构 包括导轨(1)、滑板(2)、限位键(3)、百分表A (4)、表架A (5)、定位螺栓(6);所述导轨(1) 为长条形状，在底座(81)上表面以底座中心线为对称固定有一对导轨(1)，该对导轨(1)之 间形成的滑道沿底座(81)的前后方向；所述滑板(2)为长方体，该滑板(2)以间隙配合的 方式置在上述两个导轨(1)之间，该滑板(2)的前端面的中间有垂直方向的键槽，该键槽的 底面上有带有内螺纹的盲孔；所述限位键(3)为条状，其中间沿长度方向有长方形通槽，该 限位键(3)以间隙配合的方式置在滑板(2)前端面的键槽中，所述定位螺栓(6)穿过限位键 3的长方形通槽，其前端旋入滑板前端面上的键槽底面上的盲孔中；所述表架A (5)固定在 底座(81)的前端面上，所述百分表A (4)沿底座的前后方向以间隙配合的方式穿过表架A (5)，并通过螺栓固定，且该百分表A (4)的表头接触滑板(2)的前端面。
3.如权利要求1所述的无余量叶片型面的综合测量装置，其特征在于所述扭转机构 包括转盘(11)、偏心轴(12)、挡销(13)、百分表B (14)、表架B (15)、测量销A (16)，所述 转盘(11)为圆盘形状，该转盘(11)外圆面上有垂直方向的通槽，该通槽的宽度和深度与滑 板(2)前端面上的键槽相同，该转盘(11)置在偏移机构的滑板2的上表面，且其外圆面上 的通槽对正滑板(2)前端面上的键槽；所述旋转轴(84)的一端以间隙配合的方式插入转盘 (11)，另一端以过盈配合的方式插入偏移机构的滑板(2)，且该旋转轴(84)与转盘(11)为 同一轴线；所述挡销(13)固定在转盘(11)的外圆面上，所述偏心轴(12)固定在偏移机构 的滑板(2)上，且该偏心轴(12)的外圆面与挡销(13)相接触；所述测量销A (16)沿转盘 的径向方向固定在转盘(11)的外圆面上，所述表架B (15)固定在偏移机构的滑板(2)上， 所述百分表B (14)以间隙配合的方式穿过表架B (15)，并用螺栓固定，且该百分表B (14) 的表头接触上述测量销A (16)上，该百分表B (14)的中轴线与测量销A (16)的中轴线位 于同一个水平面上，且互相垂直。
4.如权利要求1所述的无余量叶片型面的综合测量装置，其特征在于所述定位夹紧 机构包括上定位夹紧机构(21)、下定位夹紧机构(22)、转轴(23)、手柄(24)、转轴上支撑块 (25)、转轴下支撑块(26)、轴向定位销(27)；所述轴向定位销(27)固定在扭转机构的转盘(11)的上表面上； 所述上定位夹紧机构包括上偏心轮(31)、上压紧杠杆(32)、上顶销(33)、上压紧块 (34),上定位块(35)、上定位销(36)、上杠杆支撑块(37)；所述下定位夹紧机构包括下偏心轮、下压紧杠杆、下顶销、下压紧块、下定位块、下定位 销、下杠杆支撑块；所述转轴上支撑块(25)固定在方形支座(84)后端面的上部； 所述上杠杆支撑块(37)固定在方形支座(84)右侧面的上部；所述上定位块(35)固定在方形支座(84)的左侧面的上部，所述上定位销(36)固定在 方形支座(84)的前端面的上部，上定位块(35)的定位面与上定位销(36)的前端面相互垂 直；所述上压紧杠杆(13)通过轴接方式连接到上杠杆支撑块(37)上，该上压紧杠杆(32) 的一端固定有上顶销(36)，另一端固定有上压紧块(34)，该上顶销(36)的前端面接触上偏 心轮(31)的外圆面上；所述下定位夹紧机构与上定位夹紧机构结构相同，并以与上定位夹紧机构同样的方 式、同样的前后、左右方向的位置装配在方形支座84的下部；所述转轴(23)的上部固定有手柄(24)，该转轴(23)从手柄(24)向下依次穿过上偏心 轮(31)、转轴上支撑块(25)、转轴下支撑块、下偏心轮，该转轴(23)与上偏心轮(31)、下偏 心轮之间均为过盈配合，该转轴(23)与转轴上支撑块(25)、转轴下支撑块之间均为间隙配 合，上偏心轮(31)的下表面与转轴上支撑块(25)的上表面相接触，下偏心轮的下表面与转 轴下支撑块的上表面相接触。
5.如权利要求1所述的无余量叶片型面的综合测量装置，其特征在于所述测量机 构包括大连杆(51)、小连杆(52 )、测量杠杆(53 )、百分表C (M)、限位杠杆(55 )、型面样板 (56)、测量销B (57)、对表销(58)、压簧(59)；所述大连杆(51)、小连杆(52)均以垂直方式固定在方形立柱(82)的前端面的外边缘 处，所述限位杠杆(55)呈竖放的Z字形状，该限位杠杆(55)的中部以间隙配合的方式套在 大连杆(51)上，该限位杠杆(55)的中部的内侧面有一个凸台，该凸台与小连杆(52)之间有 一个间隙，且限位杠杆(55)的一端固定有小圆球，该小圆球接触方形立柱(82)的外侧表面 (即测量基准面)，限位杆杆(55)的另一端的侧面有圆形通孔和圆柱销；所述测量杠杆(53) 的一端固定有测量销B (57)，该测量销B (57)接触方形立柱(82)的外侧表面，测量杠杆 (53)的另一端固定有对表销(58)，测量杠杆(53)的中心通过轴接方式与限位杠杆(55)的 中部相连接，所述百分表C (54)以间隙配合的方式穿过的限位杆杆(55)端部的圆形通孔， 并通过螺栓固定，该百分表C (54)的表头接触测量杠杆(53)上的对表销(58)，所述压簧 (59) 一端套在限位杠杆(55)的圆柱销上，另一端顶在测量杠杆(53)上； 所述型面样板(56 )以间隙配合方式水平穿过方形立柱(82 )。
专利摘要一种无余量叶片型面的综合测量装置，包括偏移机构、扭转机构、定位夹紧机构、测量机构、旋转轴、方形支座、方形立柱和底座，该测量装置能够定量测量叶片叶型位置的偏移和扭转数据，提高测量效率。
文档编号G01B5/20GK201909598SQ201020669218
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者于菲, 刘洪革, 宋慧军 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
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