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航空发动机压气机叶片工装标准化

  图9为四工位拉削夹具中精拉榫齿的夹具示意图,仅需临时设计制造一个专用辅助定位块(件1)、一个专用辅助夹紧块(件2)。

 


图9 拉削夹具示意图

     这四种测夹具的系列标准化,一定程度上缓解了设计的压力,也使得加工工作量减少八成以上,收效相当明显。
    2.3 工装底座标准化
     设计中发现,许多同类工装,其底座的相近程度很高,完全可以将其抽取出来,设计成通用底座,形成标准。


     目前,我们已经通用的底座有:叶尖长度测具底座、缘板高度测具底座、进排气边铣削夹具底座、弯扭测具底座、叶型厚度测具底座、标刻夹具底座、叶型(榫头)三坐标测具底座等十余种,对于新的叶片,仅需设计专用的定位夹持部分即可,由制造者将新制零件装配到通用底座上,大大减少了设计工作量和制造的零件数量。下面简单介绍其中几种的结构。


    图10是针对大圆弧半径设计的叶尖长度测具底座,需设计专用的定位夹持部分。


图10 大圆弧半径叶尖长度测具通用底座

     图11是针对小圆弧半径设计的叶尖长度测具通用底座,需设计专用的定位夹持部分。


图11 小圆弧半径叶尖长度测具通用底座


图12 仿型法缘板高度测具通用底座

     图12是针对叶片缘板为圆弧设计的、采用仿型法测量缘板高度的测具通用底座,需设计专用的定位块、夹持臂和仿型基准块。


图13 进排气边铣削夹具通用底座

     图13是进排气边铣削夹具通用底座,需设计专用的定位块、夹持臂。
    2.4 系列化
     系列化是缩短设计制造周期行之有效的方法。除了对一些典型常用零部件如V型块等进行大量的系列化和上述提到的浇铸块系列化工作外,叶根最大轮廓过规毛坯也可被系列化。


    叶根最大轮廓过规(见图14上侧)是检测中使用频率较高的测具,精度高,磨损快,磨损后需要及时补定,周期最快也得两周,对生产影响很大。


     根据叶片榫头尺寸大小,将叶根最大轮廓过规的外方尺寸划分为三个规格:60cmX50cm;50cmX40cm;40cmX30cm,设计毛坯图纸(见图14下侧),提前备料,坯料被淬硬。


     设计时从这三个规格中选一种作为外型轮廓,再设计其它部分,制造时从相应的毛坯上切上一块儿,只需切出相应的内轮廓即可。

 


图14 叶根最大轮廓过规

     这个看似简单的工作却数倍缩短制造周期,使得制造一个过规仅需几个小时。
    2.5工装部件通用化
     对工装中某些频繁重复使用的部件结构进行标准化可行性分析,抽取出较通用的典型结构设计成通用件,形成标准。这类标准化工作中,较成功的是对各种表块的通用化。如仿型缘板高度测具表块(见图15 )、进排气边厚度表块、进排气边位置表块、各种平面测量表块等,在引用其的图纸技术要求中直接注上“与标准表块XX-XXXXX同时使用”,使用者直接从库房领取。


图15 仿型缘板高度测具表块

     上述标准化工作之后,收效明显,在新的产品项目中,设计量减少了25%,制造工作量能减少35%。


     叶片工装标准化实施有两个前提:对设计员来说,运用他的经验从一类工装中总结内在规律,提取出具有共性的标准部件,并在日后的工作中积极选用;对公司来说,要有足够的资金、魄力提前采购。

    三.  完善企业内部标准

     设计过程中,会频繁用到各种压紧机构、导轨、汽缸、油缸、传感器、手柄、工艺球、各种油汽路附件,以及其它一些零部件或机构等等,种类庞杂,它们都可以通过各种渠道直接采购到。设计者可以自行设计这些零部件,但这增加了工装设计、制造的工作量,延长了周期;也可以从各种设计手册或国标及各种行业标准中选取,设计周期较短,通过这种方法选出的零件,许多在市场(直接)采购不到,需要工装制造者自行制造,无形中增加了制造零件的数量。


     我们利用国际互联网及参加展览会等各种机会,寻找相关标准件供应商,与其交流技术,索要产品样本以备选用,他们中的决大多数服务不错,不但能帮助解决选用使用中的技术问题,很多还能随时送货上门。减少了设计者绘图时间及工装制造者直接加工零件数量,大大缩短设计制造周期。


     产品样本信息量大,翻阅费事费力,日常设计中使用频率高的也只是极少一部分,那么把常用部分提出来汇编成企业内部标准,这些标准件可提前采购或订购工装的同时订购。并把前面标准化论题中谈到的自行建立的各种标准一并汇总到企业内部标准中去。这样,检索、引用、订购非常省时方便。


     BTL公司26-03标准,RR公司TDS标准,都是按照上述原则建立的很不错的企业内部标准,使用相当方便。

    四. 建立三维电子标准图库

     目前,针对各种常用CAD软件,市场上都能够买到国标及一些行业标准的三维电子标准件图库,价格昂贵不说,安装到计算机上之后,系统庞大,可供叶片工装设计员从中选用的标准件却并不多,浪费资源,很不实用。


     设计者可利用项目间的空闲阶段,亲自建立公司各种常用标准件、外购件的图库,以便设计时快速调入;对于使用频率较高的结构或零部件,也需要输入电子库,使用时调入,稍加编辑修改即可完成新的工装设计。


     随着系统中各种不同结构的电子模型的增加,三维电子标准件图库的完善,设计效率将逐步提高。保守测算,在这种环境下设计效率较最初将提高20%!

   五. 结论

    叶片工装标准化可以规范设计,提高设计效率,缩短制造周期,加速新产品研发,降低成本。(E-works)

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