[其他]葉片型面的力學(xué)自動(dòng)定位方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000007876
• 申請(qǐng)日: 1986-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1005620B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊鴻耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 航空工業(yè)部第六二五研究所
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心
• 代理人: 吳厚先;梁瑞林

本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。涉及對(duì)葉片機(jī)的葉片型面定位及保持定位狀態(tài)的方法。它用剛性定位點(diǎn)消除一部分自由度，在葉身上選擇足夠多的調(diào)整點(diǎn)，在調(diào)整點(diǎn)的法線方向１５°的范圍內(nèi)各施加一個(gè)與調(diào)整點(diǎn)的位置值線性變化的力。被調(diào)整葉片在空間力系作用下，在初定位剩下的自由度范圍內(nèi)變化位置，直至空間力系的最后平衡。這個(gè)平衡位置，就是定位要求的位置。然后用鎖緊裝置把定位位置保持住。采用該方法的自動(dòng)定位裝置，可定位復(fù)雜型面的各種葉片，可調(diào)靈敏度不低于０．０２毫米，重復(fù)定位誤差不大于０．０１毫米。

本發(fā)明屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，涉及對(duì)葉片型面定位及保持定位狀態(tài)的方法和裝置。

葉片機(jī)的葉片型面通常被設(shè)計(jì)成復(fù)雜的空間曲面，在目前生產(chǎn)中大都采用精鍛、精軋或精鑄等工藝方法獲得這些復(fù)雜型面的毛坯，再以型面為定位基準(zhǔn)加工葉片榫頭或安裝板。由于葉片榫頭或安裝板與型面之間的相對(duì)位置精度要求很嚴(yán)，所以型面定位是否準(zhǔn)確，就成為保證精度的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的定位方法是用六個(gè)剛性定位點(diǎn)或相當(dāng)于六個(gè)定位點(diǎn)的型面定位塊或美國(guó)3856292專利所述的方法來(lái)消除葉片的六個(gè)自由度，再用機(jī)械壓緊的方法使定位狀態(tài)保持下來(lái)。這種六點(diǎn)定位法的缺點(diǎn)是，第一，定位精度低，葉片型面的厚度誤差和型面的相對(duì)扭轉(zhuǎn)誤差不可能在各定位點(diǎn)均攤，為減少報(bào)廢，勢(shì)必要求提高毛坯精度，這就使毛坯的成本增加。第二，這種方法由人工裝夾，定位精度受到人為因素的影響。同時(shí)，人工夾緊，夾緊力不易控制，往往把葉片壓變形或壓傷。在加工時(shí)由于支承葉片的點(diǎn)少，抗不了切削力而變形。為了克服這三個(gè)困難通常采用葉片先用剛性的六點(diǎn)定位，再用低熔點(diǎn)合金或其他介質(zhì)包容葉片，把葉片的基準(zhǔn)轉(zhuǎn)移到包容塊上，最后以塊來(lái)定位夾緊加工榫頭或安裝板。這種方法對(duì)渦輪導(dǎo)向器葉片或渦輪工作葉片，特別是空芯葉片用低熔點(diǎn)合金包容，容易受到低熔點(diǎn)合金的污染影響高溫強(qiáng)度和使用壽命。第三，定位時(shí)操作者不能準(zhǔn)確地判斷定位狀態(tài)是否合理，葉片是否合格。本發(fā)明的目的是提供一種新的葉片型面定位方法和使用這種方法的專用裝置。這種方法能克服傳統(tǒng)六點(diǎn)定位法的缺點(diǎn)，使定位精度不受葉片型面厚度誤差的影響，并且使葉片型面的相對(duì)扭轉(zhuǎn)誤差在各調(diào)整點(diǎn)上均攤，從而可以降低對(duì)葉片毛坯或上道工序的精度要求。本發(fā)明能克服傳統(tǒng)的定位后機(jī)械壓緊的缺點(diǎn)，將定位與夾緊統(tǒng)一起來(lái)，既是定位件又是夾緊件，避免壓緊時(shí)破壞定位狀態(tài)。根據(jù)加工的需要，可以在葉片的不同部位設(shè)置足夠多的輔助支承點(diǎn)以防止加工時(shí)變形或破壞定位。本發(fā)明的專用裝置迅速地自動(dòng)將葉片型面調(diào)整到最佳位置并保持住，還能直接顯示出定位狀態(tài)，判別葉片是否合格。大大提高定位速度和定位精度。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

（1）用剛性定位點(diǎn)或定位型面對(duì)葉片進(jìn)行初定位，消除葉片的一部分自由度，根據(jù)實(shí)際定位中調(diào)整葉片的需要，一般在初定位時(shí)消除葉片的三個(gè)自由度，按照?qǐng)D一規(guī)定的坐標(biāo)系，應(yīng)消除葉片沿x軸移動(dòng)的自由度σ_x、沿Z軸移動(dòng)的自由度σ_z和繞Y軸移動(dòng)的自由度ω_y。

（2）在葉身上選定足夠多的成組的調(diào)整點(diǎn)，每組調(diào)整點(diǎn)都包括葉盆上的一點(diǎn)和與其對(duì)應(yīng)的葉背上的一點(diǎn)，這兩點(diǎn)都位于一個(gè)垂直于Z軸的調(diào)整截面內(nèi)，調(diào)整點(diǎn)的組數(shù)不能少于六減去被剛性定位點(diǎn)已經(jīng)消除的自由度的個(gè)數(shù)。

（3）通過(guò)與葉片上的調(diào)整點(diǎn)直接接觸的或經(jīng)杠桿轉(zhuǎn)換方向后與調(diào)整點(diǎn)接觸的傳遞軸向各個(gè)調(diào)整點(diǎn)施加一個(gè)與該調(diào)整點(diǎn)的位移量成線性變化的，剛度相同的、經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)件調(diào)整的力，所有作用在葉片上的力構(gòu)成一個(gè)空間力系，該力系對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)件處在平衡狀態(tài)，當(dāng)被定位的葉片裝入定位裝置，在定位過(guò)程中，在上述空間力系的作用下，被調(diào)整的葉片在初定位后剩下的自由度范圍內(nèi)變化位置，直至達(dá)到空間力系的最后平衡。

（4）葉片被定位后通過(guò)鎖緊裝置把與被調(diào)整葉片調(diào)整點(diǎn)直接接觸或借助杠桿接觸的所有的傳遞軸徑向鎖緊，將被調(diào)整后的葉片的位置保持下來(lái)。

本發(fā)明的定位方法定位精度高，它不受葉片型面厚度誤差的影響，而且能使型面相對(duì)扭轉(zhuǎn)誤差在各組調(diào)整點(diǎn)上均攤，這時(shí)葉片處在最有利于保證加工精度的位置上。使用本發(fā)明的方法可以降低對(duì)葉片毛坯或?qū)ι系拦ば虻木纫蟆Ｒ恍┯脗鹘y(tǒng)的六點(diǎn)定位法認(rèn)為報(bào)廢的葉片采用本發(fā)明的定位方法仍可以加工出合格的葉片。從而，降低了葉片的制造成本。按本發(fā)明的定位方法設(shè)計(jì)的專用裝置操作簡(jiǎn)便，能迅速準(zhǔn)確地將具有復(fù)雜型面的葉片定位，并直接顯示定位狀態(tài)是否合格，縮短定位時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。