[发明专利]复材叶片前缘钛合金加强边三坐标测量夹具

说明书

本发明公开了一种复材叶片前缘钛合金加强边三坐标测量夹具，夹具包括长方体底座，底座的上部沿着加强边的走向，自加强边的宽端起依次设置有用于对加强边进行夹持和固定的定位件、第一支撑柱、定位销、和第二支撑柱；其中，定位件包括紧密贴合的定位块和辅助定位块，辅助定位块与定位块配合的平面法线方向与底座上表面法线方向垂直，且与加强边宽端的端面法线方向平行；定位销的外侧圆周面与加强边底边外型面外凸部分任意一点相切，解决了上述现有技术中复材叶片前缘钛合金加强边无法夹持的问题。

【技术领域】

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种复材叶片前缘钛合金加强边三坐标测量夹具。

【背景技术】

目前，大型飞机的研制受到了各个国家的高度重视，其所需的发动机技术已经成为国家科技工业水平的重要体现。大涵道比涡扇发动机作为大型飞机的动力装置，是大型飞机的核心技术之一，一定程度上决定了大型飞机能否研制成功。在不改变发动机布局的前提下，应用新材料和创新结构方案是实现发动机先进性的重要技术手段。复合材料具有金属材料无法比拟的优良机械特性，其在航空发动机上的应用能够最大程度满足大涵道比发动机低维修成本、低噪声、低耗油率、高推重比的需求。而风扇叶片是大涵道比涡扇发动机最重要的部件之一，其主要推力来自流过外涵道的冷空气，越大的涵道比对应尺寸越大的风扇叶片。另外，据统计风扇段质量约占发动机总质量的30％-35％，降低风扇段质量是提高推重比的有效手段。因此，采用尺寸更大且质量更轻的复合材料风扇叶片是发动机增大涵道比和减重的唯一途径。与传统钛合金叶片相比，复合材料风扇叶片使得发动机性能更优、效率更高，具有更优异的抗颤震性能和损伤容限能力，但其不足之处在于其抗外物撞击能力较弱、进排气边在高速旋转时易分层、抗侵蚀能力差。为解决这一问题，可采用金属片(如钛合金)或保护套对其前缘(进气边)进行保护，这一方法可以使外物损伤能量快速传递并消散，使外部撞击力尽可能均匀地传递到树脂基复合材料风扇叶片基体上。这些安装在复合材料风扇叶片前缘的保护套或金属片，被称为复材叶片前缘钛合金加强边。

复材叶片前缘钛合金加强边结构非常复杂，其双侧壁异常薄且型面为空间自由曲面，弯扭大，精度要求高，其双薄壁、窄长深腔构成了复杂的约束结构。在复材叶片前缘钛合金加强边的验收过程中，与模型的相符程度是一非常重要的指标，因此，对复材叶片前缘钛合金加强边的成品进行三坐标测量是非常有必要的。而上述这些复杂的结构给复材叶片前缘钛合金加强边的三坐标测量提出了很多技术难题。例如，薄壁无法夹持、大扭转自由曲面难以约束位置、难以确定固定的原点及基准等等。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种复材叶片前缘钛合金加强边三坐标测量夹具，以解决上述现有技术中复材叶片前缘钛合金加强边无法夹持的问题。

本发明采用以下技术方案：一种复材叶片前缘钛合金加强边三坐标测量夹具，夹具包括长方体底座，底座的上部沿着加强边的走向，自加强边的宽端起依次设置有用于对加强边进行夹持和固定的定位件、第一支撑柱、定位销、和第二支撑柱；

其中，定位件包括紧密贴合的定位块和辅助定位块，辅助定位块与定位块配合的平面法线方向与底座上表面法线方向垂直，且与加强边宽端的端面法线方向平行；定位销的外侧圆周面与加强边底边外型面外凸部分任意一点相切。

进一步的，底座的长度大于等于加强边长度的30％，宽度大于等于加强边宽端的最大尺寸，底座的厚度大于等于5mm。

进一步的，第一支撑柱和第二支撑柱间距不小于加强边长度的30％，第一支撑柱和第二支撑柱均包括上下连接的圆柱和圆台，圆柱的半径不小于10mm高度不低于10mm，圆台上半径与圆柱半径相同，圆台高度大于加强边工作视图下下轮廓曲线的最大高度差。

进一步的，第一支撑柱的顶部和第二支撑柱的圆柱顶部均设置有定位槽，两个定位槽在与加强边接触的位置处均具有和加强边外侧相适应的内型。

进一步的，定位槽的开口最宽处的尺寸以加强边的理论开口量为基准单边放大5mm以下，定位槽的纵向深度为≥10mm。