本发明专利技术提供了一种倒置加工装置及航空叶片加工方法，涉及航空叶片加工技术领域，解决了现有加工过程中激光由上至下打孔时排屑困难的的技术问题。该倒置加工装置包括工作台、激光器和工件夹具，激光器安装于工作台的下方，工件夹具安装于工作台的上方，激光器发射的激光能由下向上照射并作用于夹装在工件夹具上的工件上，实现倒置加工。倒置加工方式，使得加工过程中产生的材料碎屑能够依靠重力快速排出，提高了加工效率及加工质量。采用该倒置加工装置进行航空叶片上气膜孔的加工，排屑快，碎屑也不会积聚，保证气膜孔的加工效率和加工质量，进而确保对航空叶片的降温作用，确保航空发动机的可靠运行。保航空发动机的可靠运行。保航空发动机的可靠运行。
【技术实现步骤摘要】
一种倒置加工装置及航空叶片加工方法
[0001]本专利技术涉及航空叶片加工
，尤其是涉及一种倒置加工装置及航空叶片加工方法。
技术介绍
[0002]航空涡轮叶片是高性能航空发动机的关键功能部件，涡轮叶片的承温能力很大程度上影响着整台发动机的性能。涡轮叶片承温能力的影响因素包括材料、涂层和气膜冷却结构，而气膜孔则是气膜冷却结构中的关键部分。气膜孔遍布涡轮叶片叶身，孔直径多为0.25～0.8mm，发动机工作时通过离散的小孔将气流引至叶片表面形成一层气膜，将叶片表面与热流体有效隔开，进而达到降低部件表面温度的目的。
[0003]激光打孔可加工高强度、高硬度、高韧性、高熔点的金属材料，生产效率高；激光加工属于非接触加工，因此可加工薄壁、弹性件等弱刚性零件。但现有激光加工工艺是将待加工材料固定在夹具上，夹具安装在激光器下方，打孔方向是由上到下，这样的固定方式简单方便，但在激光微孔加工实验中发现，在加工过程中随着微孔深度增加，材料碎屑和等离子混合物更多的积累，排屑更为困难。同时碎屑不断阻挡、散射和吸收激光能量，越来越少的激光能量照射到待加工表面，最终导致微孔深度小、微孔出口直径较小，微孔入口增大、微孔锥度大等问题，严重阻碍激光的加工效率及加工质量。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种倒置加工装置及航空叶片加工方法，至少解决现有技术中存在的激光由上至下打孔时排屑困难的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供的一种倒置加工装置，包括：
[0007]工作台；
[0008]激光器，安装于所述工作台的下方；
[0009]工件夹具，安装于所述工作台的上方；所述激光器发射的激光能由下向上照射作用于夹装在所述工件夹具上的工件上。
[0010]可选地，所述倒置加工装置还包括用于防护所述激光器的防护罩，所述防护罩设置于所述工作台的上方。
[0011]可选地，所述防护罩上设置有透光镜片。
[0012]可选地，所述倒置加工装置还包括清洁气嘴，所述清洁气嘴的喷气方向能够对准所述透光镜片处。
[0013]可选地，所述清洁气嘴的数量为两个，且均磁吸式固定于所述防护罩上。
[0014]可选地，所述工件夹具包括双轴分度盘，所述双轴分度盘上具有置物凹槽。
[0015]可选地，所述倒置加工装置还包括机座、第一移动组件、第二移动组件和第三移动
组件，所述工作台和所述第一移动组件均安装于所述机座上；所述第二移动组件安装于所述第一移动组件，所述第三移动组件安装于所述第二移动组件，所述工件夹具安装于所述第三移动组件。
[0016]可选地，所述第一移动组件包括Y轴导轨总成，所述Y轴导轨总成设置于所述机座上；
[0017]所述第二移动组件包括X向支撑件、X轴丝杆和X轴导轨总成，所述X向支撑件设置于所述Y轴导轨总成上，且能沿所述Y轴导轨总成Y向运动；
[0018]所述第三移动组件包括Z轴立柱、Z轴导轨总成和Z轴夹具，所述Z轴立柱设置于所述X轴导轨总成上，且能沿所述X轴导轨总成X向运动；所述工件夹具设置于所述Z轴夹具上，且能沿所述Z轴导轨总成Z向运动。
[0019]本专利技术提供的一种航空叶片加工方法，基于以上任一所述的倒置加工装置进行航空叶片气膜孔的加工。
[0020]可选地，所述加工方法包括以下步骤：
[0021]S1、将航空叶片安装固定于工件夹具上；
[0022]S2、将激光器调整到适当的功率、频率和模式，使其可在航空叶片表面形成微小的孔洞；
[0023]S3、移动工件夹具，使航空叶片的待加工目标位置对准激光光束；
[0024]S4、控制工件夹具的位置和移动速度，在航空叶片表面加工出所需形状和大小的微孔；加工过程中的材料碎屑在重力作用下快速排出。
[0025]本专利技术提供的一种倒置加工装置，激光器安装于工作台的下方，而工件夹具安装于工作台的上方，激光器发射的激光能由下向上照射并作用于夹装在工件夹具上的工件上，实现倒置加工；倒置加工方式，使得加工过程中产生的材料碎屑能够依靠重力快速排出，尤其能够提高微孔的排屑能力，提高了加工效率及加工质量。采用该倒置加工装置进行航空叶片上气膜孔的加工，排屑快，碎屑也不会积聚，激光能量能更多地作用在航空叶片上，保证气膜孔的加工效率和加工质量，进而确保对航空叶片的降温作用，确保航空发动机的可靠运行。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术具体实施方式提供的一种航空叶片倒置加工装置的立体结构示意图；
[0028]图2是航空叶片倒置加工装置的正视结构示意图。
[0029]图中100、航空叶片；1、工作台；2、激光器；3、工件夹具；4、防护罩；41、透光镜片；5、清洁气嘴；6、机座；7、Y轴导轨总成；8、第二移动组件；81、X向支撑件；82、X轴导轨总成；83、X轴丝杆；9、第三移动组件；91、Z轴立柱；92、Z轴导轨总成；93、Z轴夹具；10、水槽。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0031]如图1和图2所示，本专利技术提供了一种倒置加工装置，包括：
[0032]工作台1；
[0033]激光器2，安装于工作台1的下方；
[0034]工件夹具3，安装于工作台1的上方；激光器2发射的激光能由下向上照射作用于夹装在工件夹具3上的工件上。
[0035]激光器2安装于工作台1的下方，而工件夹具3安装于工作台1的上方，激光器2发射的激光能由下向上照射并作用于夹装在工件夹具3上的工件上，实现倒置加工；倒置加工方式，使得加工过程中产生的材料碎屑能够依靠重力快速排出，尤其能够提高微孔的排屑能力，提高了加工效率及加工质量。
[0036]作为可选地实施方式，倒置加工装置还包括用于防护激光器2的防护罩4，防护罩4设置于工作台1的上方。
[0037]防护罩4能够防止灰尘等落到激光器2上，也防止工件掉落砸激光器2上。
[0038]作为可选地实施方式，防护罩4上设置有透光镜片41，激光器2发射的激光透过透光镜片41能够打到待加工工件上。
[0039]作为可选地实施方式，倒置加工装置还包括清洁气嘴5，清洁气嘴5的喷气方向能够对准透光镜片41本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种倒置加工装置，其特征在于，包括：工作台；激光器，安装于所述工作台的下方；工件夹具，安装于所述工作台的上方；所述激光器发射的激光能由下向上照射作用于夹装在所述工件夹具上的工件上。2.根据权利要求1所述的倒置加工装置，其特征在于，还包括用于防护所述激光器的防护罩，所述防护罩设置于所述工作台的上方。3.根据权利要求2所述的倒置加工装置，其特征在于，所述防护罩上设置有透光镜片。4.根据权利要求3所述的倒置加工装置，其特征在于，还包括清洁气嘴，所述清洁气嘴的喷气方向能够对准所述透光镜片处。5.根据权利要求4所述的倒置加工装置，其特征在于，所述清洁气嘴的数量为两个，且均磁吸式固定于所述防护罩上。6.根据权利要求1所述的倒置加工装置，其特征在于，所述工件夹具包括双轴分度盘，所述双轴分度盘上具有置物凹槽。7.根据权利要求1
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6任一所述的倒置加工装置，其特征在于，还包括机座、第一移动组件、第二移动组件和第三移动组件，所述工作台和所述第一移动组件均安装于所述机座上；所述第二移动组件安装于所述第一移动组件，所述第三移动组件安装于所述第二移动组件，所述工件夹...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗学科，刘建勇，寇鹏远，李殿新，杨晓宇，李若冰，刘家豪，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：
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