[发明专利]风扇叶片叶尖圆弧测具及测试方法

说明书

本发明公开了一种风扇叶片叶尖圆弧测具及测试方法，测具包括叶尖圆弧样板、夹头、滑板和底板，夹头、滑板间隔安装在底板上，夹头用于夹持叶片的榫头，叶尖圆弧样板包括一条滑动平面和一条圆弧面，圆弧面与发动机轴线同轴，叶尖圆弧样板紧贴滑动平面和圆弧面移动，叶尖圆弧样板上的测量用刃口轮廓与机匣内壁曲线一致。本发明通过测量相对运动过程中的叶尖圆弧样板与叶片叶尖之间的间隙，从而测试叶尖圆弧的尺寸是否合格，可得到叶尖全弧面的加工尺寸信息。

技术领域

本发明属于试验与测试技术领域，特别是针对风扇叶片叶尖圆弧进行测量的测试方法及使用的测具。

背景技术

风扇转子叶片是航空发动机引入气流的关键零件，叶片的尺寸及展弦比较大；风扇叶尖与机匣内壁的缝隙极为关键，叶片在工作时高速旋转，缝隙越小时发动机的进气效率越高，发动机推力性能越好；缝隙越大在发动机空气流场内会存在漏气，严重降低发动机的核心机工作效率，大幅减小输出推力。同时，缝隙也不能太小，必须保证叶尖不与机匣内壁摩擦干涉，以防止叶片高速旋转打伤机匣，所以风扇转子叶片的叶尖圆弧尺寸至关重要。

目前叶尖圆弧的测量方式是叶片在外圆磨床上加工后，在设备上直接用打表的方式检测某个点的尺寸。但这样的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

为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种风扇叶片叶尖圆弧测具及测试方法，确保叶尖圆弧测量尺寸的完整性。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

风扇叶片叶尖圆弧测具，包括，

夹头，所述夹头用于夹持叶片的榫头；

滑板，所述滑板包括一条圆弧面和一条滑动平面，且圆弧面的轴线与垂直于滑动平面，滑板与夹头间隔布置，且圆弧面的轴线与发动机轴线重合；

叶尖圆弧样板，所述叶尖圆弧样板包括测量用刃口和滑动部，测量用刃口的刃尖轮廓与机匣内壁曲线一致，且刃尖轮廓位于垂直于滑动平面的平面内，滑动部与滑板的圆弧面滑动接触。

风扇叶片叶尖圆弧测具还包括底座，所述底座包括一条安装平面，滑板和夹头可拆卸连接在安装平面上，且滑板和夹头之间的间距可调。夹头和滑板之间的间距(距离)通过滑板上圆弧面的轴线和夹头装夹叶片后的理论发动机轴线重合来确定。

作为一种选择，所述滑板和夹头通过定位销和螺栓固定在底座的安装平面上。底座的安装平面上有多个定位销孔和螺孔，便于调整滑板和夹头之间的距离。

进一步，所述夹头为多自由度叶片夹头。

进一步，所述滑动部包括滑动基座，滑动基座的下端面为平面，平面上垂直设置有两根圆柱销，当滑动部在滑板上滑动时，滑动基座的下端面压紧在滑板的滑动平面上，圆柱销的圆柱面紧贴滑板的圆弧面。

进一步，所述叶尖圆弧样板的测量用刃口尺寸对应叶片的叶尖最大实体轮廓。最大实体轮廓是指按照叶尖尺寸公差的上差来设计样板刃口，最终通过测量间隙计算叶尖尺寸。

采用上述风扇叶片叶尖圆弧测具的叶尖圆弧测试方法，包括，

步骤一，利用叶片的榫头定位，采用夹头夹持叶片；

步骤二，保持叶片静止，推动叶尖圆弧样板沿着滑板的圆弧面滑动；

步骤三，测量叶片的叶尖与测量用刃口之间的间隙值。

进一步，所述步骤一中，使得发动机轴线在竖直方向，该步骤是为了方便观察和操作，因为当发动机轴线在竖直方向上时，滑板的圆弧面呈水平状态，此时叶尖圆弧样板沿着滑板的在水平面上滑动，方便检测人员操作移动叶尖圆弧样板和观察间隙。

进一步，所述步骤三中，采用塞尺检查间隙值。