[发明专利]V型榫根叶片夹具及利用该夹具确定坐标系的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶片夹具，特别是涉及一种V型榫根叶片夹具。还涉及利用V型榫根叶片夹具确定坐标系的方法。

背景技术

现代航空业的发展对发动机性能要求越来越高，作为关键零件之一，叶片的加工测量装夹定位提出了相当高的要求，成为亟待解决的问题。

在加工过程中，需要依靠夹具来实现被加工工件在机床上的准确定位，而且能够防止在加工过程中由于切削力造成的位置改变以及工件变形的一种关键的工艺设备。夹具能够对工件进行定位并施加相应的夹紧力，选择合适的夹具能够控制工件的装夹变形，减少工件的定位误差，从而提高工件的加工精度和表面质量。

叶片检测能够保证叶片制造质量，但是由于定位难等问题的存在，一直是加工叶片的一个难点，具体表现为：测量精度、效率、可靠性要求高；叶片测量定位和建立测量坐标系复杂。

就三坐标测量而言，三坐标测量机进行测量的时候首先要根据基准面建立相应的测量坐标系，但是存在一些问题，第一，叶片的榫根楔形面小，建立测量坐标系比较难；第二，由于叶片安装楔型面比较小，以此确定叶片测量坐标系的坐标平面，会带来较大的误差，所以最好的办法是设计一个夹具。

参照图5。文献“授权公告号是CN102155928B的中国专利”公开了一种用于叶片三坐标测量机的夹具及建立测量坐标系的方法，其中，夹具包括夹具体2、紧定螺钉3、定位销轴5和叶片10。在夹具体2的上表面有V型榫槽，并且该V型榫槽的楔形面与叶片榫根的楔形面完全吻合。V型榫槽位于夹具体2宽度的中心线上。紧定螺钉3位于夹具体2长度和宽度的对称中心上。使用时，将叶片10的榫根插入夹具体2上表面的V型榫槽内，并通过位于V型槽一端的定位销轴5限位。将顶紧螺钉装入螺纹通孔内，以固紧叶片10。该夹具存在的问题是螺钉与榫根底面接触，接触面积小，夹紧不可靠，并损伤叶片榫根。

发明内容

为了克服现有用于叶片三坐标测量机的夹具可靠性差的不足，本发明提供一种V型榫根叶片夹具。该叶片夹具包括夹具体、紧定螺钉、紧固螺钉、定位销轴、圆柱体、螺钉和底板。夹具体定位面采用弧面形状，叶片榫根与夹具体定位面是线接触，若榫根倾斜，则只需拧紧紧定螺钉，通过紧定螺钉顶紧圆柱体，圆柱体端面与榫根底面接触，使榫根发生相对滑动，能够实现其自动调整定位。圆柱体既是定位件也是夹紧件。叶片夹紧依靠螺钉推动圆柱体，圆柱体推动叶片榫根底面实现夹紧。圆柱体与叶片接触面积较大，夹紧可靠。螺钉与叶片不直接接触，保护了叶片榫根。

本发明还提供利用V型榫根叶片夹具确定坐标系的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种V型榫根叶片夹具，包括夹具体2、紧定螺钉3和定位销轴5，其特点是还包括紧固螺钉4、圆柱体6、螺钉7和底板8。螺钉7将夹具体2与底板8相连接。底板8底端设有紧定螺钉3，紧定螺钉3轴线与圆柱体6轴线相重合，与紧定螺钉3相连的是一个圆柱体6，圆柱体6与夹具体2轴线相重合，与夹具体2间隙配合，圆柱体6端面与叶片榫根1底平面紧密贴合。夹具体2上设有与叶片榫根1相配合的V型定位槽，V型定位槽上一端设有定位销轴5，另一端设有紧固螺钉4。夹具体定位面9采用弧面形状，叶片榫根1与夹具体定位面9是线接触。

一种利用上述V型榫根叶片夹具确定坐标系的方法，其特点是采用以下步骤：

首先将叶片榫根1放入夹具体2上的V型定位槽中，使叶片榫根1一端与定位销轴5贴紧。然后转动夹具底部的紧定螺钉3，使圆柱体6沿夹具体2轴向移动，圆柱体6端面推动叶片榫根1底平面，使叶片榫根1与夹具体2上V型定位槽的弧面接触，用螺钉7对叶片榫根1施加夹紧力，实现叶片沿夹具轴向的夹紧。最后拧紧夹具另一端的紧固螺钉4，使叶片榫根1与定位销轴5贴紧，使叶片沿夹具径向加紧。在夹具体2上分两处按等高法分别测量n个点，用最小二乘法拟合出两个圆，将圆心相连为Z轴；在夹具体2的上端面选取三个点，其所确定的平面为XOY面；取Z轴与XOY面的交点为原点O，在夹具体的上上端面沿V型定位槽长度方向选取两点，两点连线在XOY平面的正投影为X轴；根据右手法则确定Y轴，即确定坐标系OXYZ。