一种圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具的制作方法

本发明涉及叶片测量技术领域，具体涉及一种圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具。

背景技术：

叶片是一种形状复杂、尺寸众多、公差要求严格的零件，三坐标测量机凭借通用性强、重复性好、稳定性强、检测精度高等优点被广泛应用于叶片测量，目前是保证叶片质量的重要手段；三坐标测量时需依靠辅助夹具将叶片固定在工作台面上并保持正确的位置，如果辅助夹具的定位精度差，会影响测量结果的准确度；圆弧底面榫头叶片其底面为半圆弧形状，其三坐标测量一直是一个难点，具体表现为：

1、榫头底面为圆弧，较一般平底榫头定位检测困难，通用的定位榫头底面的矩形磁力吸盘不适用，必须设计专用的三坐标测量夹具；

2、叶片在榫头和型面加工过程及成品要进行多次测量，三坐标测量夹具的重复定位精度求高。

关于圆弧底面榫头叶片的三坐标测量，目前是以榫头底面圆弧为定位基准，以v型块为定位元件，并以磁力装置辅助吸紧榫头；底面圆弧轮廓度公差大，尺寸形状存在加工误差，此时v型块的对中性差，无法保证重复装夹时叶片关键的积叠轴线位置一致，定位误差导致叶片检测准确度不足或者检测结果失真。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具，以解决现有圆弧底面榫头叶片在进行测量时，会出现检测准确度不足或者检测结果失真的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具，包括：底座、第一定位块、第二定位块以及顶杆组件；

底座的内部设有与底座旋转连接的偏心轴，偏心轴包括偏心圆柱；

第一定位块和第二定位块均设置在底座的顶部，并且第一定位块和第二定位块间隔、相对设置；第一定位块和第二定位块的顶部分别设有与叶片的榫头相匹配的定位槽，定位槽的底部设有滑孔；

顶杆组件包括支撑杆，支撑杆设有长条孔，长条孔与偏心圆柱相互配合，支撑杆的顶部设有第一顶销和第二顶销，第一顶销和第二顶销分别与滑孔滑动配合。

本发明可以将叶片的圆弧底面榫头放置到定位槽中进行固定，榫头的圆弧底面与顶杆组件接触，通过顶杆组件的顶压，可以将榫头的压力面与定位槽的侧壁紧密贴合，使榫头通过压力面为基准进行固定，顶杆组件与榫头的圆弧底面通仅过点-面接触并进行挤压固定，避免采用圆弧底面进行定位，提高了定位精度，从而提高了检测精度，不会出现检测结果失真的问题。

此外，第一定位块和第二定位块间隔、相对设置，榫头中间及两端未被遮蔽，对榫头遮挡位置较小,三坐标测针采点测量方便。

第一定位块和第二定位块用于对榫头进行限位，叶片依次穿过第一定位块和第二定位块上的定位槽进行限位。偏心轴的回转轴线与偏心圆柱的轴线具有一定的偏移量，偏心轴在转动时，偏心圆柱相当于凸轮运动。偏心圆柱置于支撑杆上的长条孔中时，偏心圆柱的运动会带动支撑杆在竖直方向上做往复运动，从而使第一顶销和第二顶销分别在滑孔中滑动，第一顶销和第二顶销向上运动时，会挤压榫头的圆弧底面，使榫头的压力面与定位槽的侧壁紧密贴合，实现叶片的固定，第一顶销和第二顶销向下运动时，会松开叶片。

进一步地，上述偏心轴还包括轴线重合的第一轴颈和第二轴颈，第一轴颈、偏心圆柱以及第二轴颈依次首尾连接，并且第一轴颈和第二轴颈分别与底座旋转连接。

第一轴颈和第二轴颈分别与底座联接后，起到支撑作用，并且与底座之间形成旋转连接，使偏心轴在底座的内部可以转动。

进一步地，上述第一轴颈和第二轴颈分别设有第一螺杆和第二螺杆；第一螺杆和第二螺杆分别设有滚花螺母和限位螺母。

滚花螺母和限位螺母分别与第一螺杆和第二螺杆连接后，对偏心轴起到限位的作用，避免偏心轴从底座中滑出，从而可以避免偏心圆柱与长条孔之间分开。

进一步地，上述限位螺母的数量为2，2个限位限位螺母相互接触。

在第二螺杆上设置的2个限位螺母可以形成自锁，2个螺母相互拧紧后，会通过螺牙的啮合形成自锁，限位螺母自身不会在第二螺杆上滑动，还不会锁紧偏心轴。

进一步地，上述支撑杆包括顶杆和呈u型的支杆；长条孔设置在顶杆上，顶杆的顶部设有安装槽；支杆包括两根间隔设置的纵杆；两根纵杆的底端通过横杆连接，横杆置于安装槽中并且与支撑杆连接；两根纵杆的顶端分别设有第一顶销和第二顶销。

进一步地，上述第一定位块和第二定位块的底部均设有安置槽，两根纵杆分别置于安置槽中。

本发明在各定位块上设置安置槽，可以使定位块不会干涉纵杆在竖直方向上的往复运动。

进一步地，上述底座的顶部设有安装孔，顶杆与安装孔滑动配合。

进一步地，上述安装孔的轴线与偏心轴的回转轴线垂直并相交。

本发明的安装孔用于限制顶杆的自由度，使顶杆能够在安装孔中做往复运。安装孔的轴线与偏心轴的回转轴线垂直并相交，可以使偏心轴与顶杆组件联接后能够在底座内活动。

进一步地，上述定位槽的截面呈倒置的梯形。

定位槽的截面呈倒置的梯形时，定位槽的两个斜边为平面，用于与榫头的受力面相互配合，实现平面定位。

进一步地，上述底座的材质为铁磁性材质。

由于叶片的检测一般是通过磁力吸盘进行固定，铁磁性材质的底座可以有效地将夹具进行固定。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明可以将叶片的圆弧底面榫头放置到定位槽中进行固定，榫头的圆弧底面与顶杆组件接触，通过顶杆组件的顶压，可以将榫头的压力面与定位槽的侧壁紧密贴合，使榫头通过压力面为基准进行固定，顶杆组件与榫头的圆弧底面通仅过点-面接触并进行挤压固定，避免采用圆弧底面进行定位，提高了定位精度，从而提高了检测精度，不会出现检测结果失真的问题。

(2)本发明圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具中的第一定位块和第二定位块间隔、相对设置，榫头中间及两端未被遮蔽，对榫头遮挡位置较小,三坐标测针采点测量方便。

附图说明

图1和图2为本发明的圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具的结构示意图；

图3为本发明的底座的结构示意图；

图4为本发明的偏心轴的结构示意图；

图5为本发明的第二定位块的结构示意图；

图6为本发明的顶杆组件的结构示意图；

图7为本发明的圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具的测量示意图。

图中：10-底座；11-安装孔；20-第一定位块；30-第二定位块；31-定位槽；32-滑孔；33-安置槽；40-顶杆组件；41-支撑杆；42-第一顶销；43-第二顶销；44-顶杆；45-支杆；46-安装槽；47-纵杆；48-横杆；49-长条孔；50-偏心轴；51-偏心圆柱；52-第一轴颈；53-第二轴颈；54-第一螺杆；55-第二螺杆；56-滚花螺母；57-限位螺母；60-叶片；61-榫头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1和图2，一种圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具，包括：底座10、第一定位块20、第二定位块30、以及顶杆组件40。底座10的内部设有偏心轴50，偏心轴50的两端均伸出底座10的侧壁，并且偏心轴50的两端分别设有滚花螺母56和限位螺母57，滚花螺母56和限位螺母57将偏心轴50限制在底座10中，避免偏心轴50的脱落。第一定位块20和第二定位块30的结构一致，第一定位块20和第二定位块30板面相对，并且间隔、平行设置在底座10的顶部。顶杆组件40从底座10的顶部伸入到底座10的内部并与偏心轴50连接。

请参照图3，底座10的内部设有用于安装偏心轴50的通孔，通孔贯穿底座10相对应的两侧。底座10的顶部设有用于安装顶杆组件40的安装孔11。在本实施例中，底座10具有铁磁性，能够与磁力吸盘连接来进行固定。

请参照图4，偏心轴50包括依次连接的第一螺杆54、第一轴颈52、偏心圆柱51、第二轴颈53以及第二螺杆55。第一螺杆54、第一轴颈52、第二轴颈53和第二螺杆55的轴线重合，此轴线为偏心轴50的回转轴线。偏心圆柱51的轴线与回转轴线平行，并且偏心圆柱51的偏心距，即偏心圆柱51的轴线与回转轴线之间的距离为1.5-3mm。第一轴颈52和第二轴颈53分别与底座10旋转连接，还能对偏心轴50起到支撑作用。第一螺杆54上设有滚花螺母56，用于转动偏心轴50。第二螺杆55上设有两个限位螺母57，两个限位螺母57紧密接触，实现自锁。

请参照图5，第一定位块20和第二定位块30的结构一致，本实施例中，仅对第二定位块30进行说明。第二定位块30竖直设置，其底部设有安装板，安装板通过螺钉和销钉与底座10的顶部固定连接。第一定位块20和第二定位块30与底座10连接后，第一定位块20和第二定位块30板面相对，并且间隔、平行设置。第二定位块30的底部还设有安置槽33。第二定位块30的顶部设有定位槽31，定位槽31的截面呈倒置的梯形，梯形的两个斜边与叶片60的榫头61的受力面相匹配。定位槽31的底部设有滑孔32，滑孔32贯穿安置槽33和定位槽31。在本实施例中，第一定位块20和第二定位块30上的定位槽31和安置槽33相互对应。

请参照图6，顶杆组件40包括支撑杆41、第一顶销42以及第二顶销43。支撑杆41包括顶杆44和支杆45。顶杆44竖直设置并且其中部设有长条孔49，长条孔49横向设置。顶杆44的底端从安装孔11伸入底座10的内部，并且偏心圆柱51置于长条孔49中，偏心轴50在转动时，可以使顶杆44在竖直方向做往复运动。顶杆44的顶端设有安装槽46。

支杆45呈u型，其包括两根纵杆47，两根纵杆47分别置于安置槽33中，使得纵杆47能够在竖直方向上进行往复运动。两根纵杆47的底端通过横杆48进行连接，形成u型。横杆48置于安装槽46中并通过销钉进行连接。第一顶销42和第二顶销43均竖直设置，并且底端分别与两根纵杆47的顶端连接。第一顶销42和第二顶销43分别伸入两个定位块的滑孔32中，使第一顶销42和第二顶销43能够在滑孔32中沿竖直方向往复滑动。

请参照图7，在使用圆弧底面榫头叶片三坐标测量夹具进行叶片60夹持固定时，首先将底座10固定在磁力吸盘上；然后将叶片60的榫头61依次从第一定位块20和第二定位块30的定位槽31中穿过，并使榫头61的受力面与定位槽31的两侧面相对；再转动滚花螺母56，偏心圆柱51类似凸轮随之转动，使得顶杆组件40向上运动，顶杆组件40的第一顶销42和第二顶销43与榫头61的圆弧底面接触并顶紧榫头61，使榫头61的受力面与定位槽31的两侧面紧密接触，从而实现叶片60的固定。在取下叶片60时，反向旋转滚花螺母56，偏心圆柱51驱动顶杆组件40做向下的直线运动，从而松开榫头61，可以将叶片60从夹具上取下。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。