三维技术在导叶片拂配工装设计中的应用

索乞粉拨DONGFANGTURBLNE39巩东方汽轮机有限公司丽四川德阳，618000摘要文章分析了传统二维工装设方式的不足，在此基础上提出了工装三维设计流程。以导叶片拂配工装为例，详细介绍了三维设计技术在工装设计中的应用。工装的三维设计技术改变了传统工装设计模式，提高了3装设计的效率，并解决了空间要求较高的工装设计问题。关键词三维技术；工装；导叶片APPLICATIONOF3DTECHNOLOGYINBLADEASSEMBLYPROCESSINGDEVICEDESIGNGONGLIDONGNGTURBINECO，LTDDEYANGSICHUAN618000ABSTRACTTHISPAPERANALYSESTHEDISADVANTAGESOF2DDESIGNMETHODINPROCESSINGDEVICEDESIGN，ANDTHENINDICATESTHENEW3DDESIGNFLOWTHEARTICLETAKESBLADEASSEMBLYPROCESSINGDEVICEASANEXAMPLE，INTRODUCESTHEAPPLICATIONOF3DTECHNOLOGYINPROCESSINGDEVICEDESIGNINDETAILTHE3DDESIGNTECHNOLOGYCHANGESTHEDESIGNMODEOFTHETRADITIONALPROCESSINGDEVICEDESIGN，ANDIMPROVESTHEDESIGNEFFICIENCYOBVIOUSLYITALSOSOLVESDESIGNPROBLEMSOFTHEPROCESSINGDEVICESWHICHHAVECOMPLEXDIMENSIONALSTRUCTUREKEYWORDS3DTECHNOLOGY，PROCESSINGDEVICE，BLADE0引言工装是制造过程中所用的各种器具的总称，其涵盖范围较广，包括刀具、夫具、模具、量具等。本文所指的F装则主要针对加或装配时用的辅助性T艺装置。【装砹计的好坏直接关系到加工装配的有效性以及操作的便捷程度。因此，工装设计有三个重要的考量要素1功能性要素；2工艺性要素；3操作件要素。设计过程中，工艺技术人员应兼顾上述三要素，以保证工装的实用性和可操作性。当前，1装设计一般采朋二维设计方式进行，即由工艺技术人员通过CAD或绘板完成。这种设计方式虽然能够满足一般T装设计的要求，但在问构造要求较高的丁装设计中，此方式的不足较为突出，主要体现如下1直观性不强。采用二维设计方式进行工装方案规划时，1装设计的好坏绝大程度上取决于技术人员对零件艺流程的理解力以及空间构建能力，这样大大影响了装质晕及设计周期，1_不利于装信息在技术人员间的传递交流。2设计过程中，技术人员很难在第一时间做到唰时兼顿工装设计三要素，对设计者的经验作者简介巩丽1981一，女，四川绵竹人，重从大学机械系R学硕上，工程师，主要从事机制上艺设计及数控加L一技术工作。40I索玄汔粉拔LDONGFANGTURBLNIE要求也较高。为了提高工装设计的直观性，并克服二维设计方式的不足，对于空间构建复杂的工装而言，有必要在设计过程中引入J维技术，辅助工艺技术人员有效规避设计盲点，顺利完成工装设计。1三维设计流程随着数字化技术的不断推进和深入，三维技术日趋成熟，并已覆盖设计、装配、制图、制造等环节。本文涉及的导叶片拂配工装采用羔维软件PR0E设计完成。PROE软件是集CADCAMCAE为一体的全三维机械设计平台，具备参数化实体造型、曲面造型、虚拟装配等功能，能够实现工装的全流程设计。工装三维设计流程见L，土要由建模、装配和提取信息三部分组成。此处所谓的建模足指创建与待设计工装相关联的零部件模型，它是开展三维工装设计的基础。建模过程RJ应注意突出与工装相关联的零件的结构特征，以及零件装配时所必要的参考几何特征，如坐标系、轴、面等等，以便零部件虚拟装配的顺利实现。在完成零件虚拟装配的基础上，实现对工装基本结构、基本尺寸等关键信息的提取，并通过汇总各类工装关键信息而最终完成T装设计。2导叶片拂配工装设计导叶片拂配就是通过修磨、刮研等_1艺手段，确保导时片在装入隔板体后其间隙、节距及喉宽等关键尺寸满足设计要求，并最终保证通流质量。为控制导叶片拂配精度，实际操作时一股采用单半上半或下半分组拂配的方式，拂配简图见图2。由图可以看出，导叶片拂配T装丰要用于辅助导111一片的装配。其中，首块用于导叶片的定位，而尾块用于检查及调整导叶片的拂配精度。此，导叶片拂配工装的关键取决于首块和尾块的型面设计。导叶片空间构造复杂，现采用三维设计技术，着力解决设计导叶片拂配用工装时的关键问题，完成工装设计。21创建模型本例中，与导叶片拂配工装直接关联的零件包括隔板体和导叶|。因此，需住PROE_T作环境下建立二者的三维模型。创建隔板体模型时，对于不涉及导叶片装配的窗口、倒角等结构特征可不予考虑，主要强调导叶片定位槽尺寸的准确性。隔板体模型在PR0E软件中可通过拉伸、旋转等特征完成。导叶片是二维型线经由空间拟和而成。为确保导叶片截面型线的准确性，可先在CAD系统中创建叶片型线，再将其导入PROE软件中，这样便简有效地完成了叶片的截面造型。除了截面的构建，导叶片的造型还应注意母线轨迹的构造，一般可通过拉伸或扫描等特征完成。另外，在完成导叶片模型的同时，还应重点创建导叶片装配时所必需的辅助参考面，以确保导叶片与隔板体间装配关系的建立。22虚拟装配虚拟装配就是在PROE环境下，按设计图纸要求对零部件进行模拟装配。根据图2所示，欲完成导叶片拂配用块和尾块的设计，只需完成单半隔板体第1片叶片即首支叶片及第36片叶片即末支叶片的装配。具体实施虚拟装配时，首先应确定导叶片的装配参考面，并根据节圆展丌图见图3将导叶片的相应装配角度计算出来。之后，通过在PR0E环境下实现隔板体与导叶片之问的装配关系，完成二零件的虚拟装配，见图4。图2导叶片拂配简23提取关键信息本实例中，完成隔板体与导叶片的噬拟装配之后，应设置女，拂用首块或尾块的型面高度。由于导叶_L拂用I装嘤J于导叶片的定位和检查，凶此在设计型而高度尺寸时应重点考虑装的刚性要求。在确定好型面高度值后，RJ一通过PROE软件中的剖解而功能得到位于该高度处的二I一装剖面尺见5。任此火键截面息的基础绘制装草图，见6，并最终完成导叶片拂配工装的设计，见图7。图4导叶片虚拟装配图5隔扳佧剖截面荣言汔鼢揍DONGFANGTURBLNE416叶拂IJ酋块设计3结束语圈7导片拂配用块模型通过上述实例可以看出，运州I维技术进行1装没计时，其所需的数据可以从零部件虚拟装配文件巾直接提墩，这样提高了设计的直观性，并有利了二技术人员存设计时兼顾L装