本发明专利技术涉及一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置及烧蚀方法，包括横向移动组件、纵向移动组件、伺服旋转组件、激光烧蚀组件和叶片定位固定组件；所述横向移动组件安装在底板上，所述横向移动组件移动端安装有所述纵向移动组件，所述横向移动组件和所述纵向移动组件垂直设置，所述纵向移动组件上安装有所述伺服旋转组件，所述伺服旋转组件移动端连接有所述激光烧蚀组件，所述叶片定位固定组件安装在所述底板上且位于所述激光烧蚀组件上侧。本发明专利技术有利于提高航空发动机涡轮叶片气膜孔加工效率，并提高加工精度。并提高加工精度。并提高加工精度。
【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置及烧蚀方法
[0001]本专利技术涉及航空发动机叶片制造
，尤其是涉及一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置及烧蚀方法。
技术介绍
[0002]涡轮部件是航空发动机中机械负荷和热负荷最大的部件之一，它承受着燃烧后高温高压燃气的冲击，涡轮部件的制造也被列为现代航空发动机的关键技术。
[0003]随着航空发动机的推重比不断提高，涡轮的工作温度也越来越高，不断改变耐高温合金材料的基础上也不断开始发展双层空心涡轮片，并在涡轮叶片上设计气膜孔以加强散热，降低涡轮叶片的高热冲击。气膜孔主要位于涡轮叶片前缘、叶身型面等位置。由于涡轮叶片强度大、气膜孔直径较小，直接采用钻头钻取气膜孔时，加工效率低，且钻头容易断落在涡轮叶片内，增大加工难度。目前逐渐采用电火花加工气膜孔，由于型面不规则，电火花加工难以保证加工产品一致性。
[0004]因此，本领域技术人员致力于开发一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置及烧蚀方法，提高航空发动机涡轮叶片气膜孔加工效率，并提高加工精度。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置及烧蚀方法，提高航空发动机涡轮叶片气膜孔加工效率，并提高加工精度。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置，包括横向移动组件、纵向移动组件、伺服旋转组件、激光烧蚀组件和叶片定位固定组件；
[0007]所述横向移动组件安装在底板上，所述横向移动组件移动端安装有所述纵向移动组件，所述横向移动组件和所述纵向移动组件垂直设置，所述纵向移动组件上安装有所述伺服旋转组件，所述伺服旋转组件移动端连接有所述激光烧蚀组件，所述叶片定位固定组件安装在所述底板上且位于所述激光烧蚀组件上侧。
[0008]本专利技术的有益效果是：叶片定位固定组件将涡轮叶片夹持定位后，横向移动组件和纵向移动组件带动激光烧蚀组件在平面内任意移动，且伺服旋转组件带动激光烧蚀组件任意旋转，将激光烧蚀组件移动至合适位置并转动至合适角度时，即可对涡轮叶片表面烧蚀制备气膜孔，不但提高加工效率，且提高气膜孔加工精度。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述横向移动组件包括横向滑轨和横向伺服电机，两条平行设置的所述横向滑轨安装在所述底板上，所述横向滑轨上设置有横向滑块，所述横向滑块上安装有所述纵向移动组件，所述纵向移动组件底部安装有横向丝杆轴承，所述横向伺服电机输出端安装有横向丝杆，所述横向丝杆位于所述横向丝杆轴承内，所述横向伺服电机转动带动所述纵向移动组件横向移动。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是横向伺服电机转动带动纵向移动组件横向移动，从而带动激光烧蚀组件横向移动。
[0012]进一步，所述纵向移动组件包括纵向滑轨和纵向伺服电机，两条平行设置的所述纵向滑轨安装在横向移动板上，所述横向移动板安装在所述横向移动组件上，所述纵向滑轨上设置有纵向滑块，所述纵向滑块上安装有纵向移动板，所述纵向移动板上安装有所述伺服旋转组件，所述纵向移动板底部安装有纵向丝杆轴承，所述纵向伺服电机输出端安装有纵向丝杆，所述纵向丝杆位于所述纵向丝杆轴承内，所述纵向伺服电机转动带动所述纵向移动板纵向移动。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是纵向伺服电机转动带动纵向移动板纵向移动，从而带动激光烧蚀组件纵向移动。
[0014]进一步，所述伺服旋转组件包括伺服旋转角度器，所述伺服旋转角度器安装在所述纵向移动组件上，所述伺服旋转角度器移动端连接有所述激光烧蚀组件，所述伺服旋转角度器带动所述激光烧蚀组件转动。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是伺服旋转角度器带动激光烧蚀组件在平面内任意转动。
[0016]进一步，所述激光烧蚀组件包括烧蚀激光头，所述烧蚀激光头安装在所述伺服旋转角度器转动端。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是烧蚀激光头用于烧蚀制备气膜孔。
[0018]进一步，所述叶片定位固定组件包括龙门架，所述龙门架安装在所述底板上，所述龙门架侧壁安装有滑轨以及与所述滑轨配合的定位组件。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是定位组件用于将涡轮叶片定位固定，利于后续激光烧蚀组件制备气膜孔。
[0020]进一步，所述定位组件包括第一连接件，所述第一连接件端部具有与所述滑轨配合的滑动槽，所述第一连接件垂直连接有第二连接件，所述第二连接件端部具有用于定位涡轮叶片端部的定位槽，所述第一连接件和所述第二连接件分别安装有用于定位涡轮叶片的第一定位件和第二定位件；
[0021]所述龙门架侧壁还安装有定位柱，所述定位柱端部具有用于锁紧涡轮叶片的锁紧螺纹以及与所述锁紧螺纹配合的锁紧螺母。
[0022]采用上述进一步方案的有益效果是通过定位槽、定位柱以及定位将将涡轮叶片定位固定，利于后续制备气膜孔。
[0023]一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀方法，包括以下步骤：
[0024]S1.测量单层叶片厚度：通过测厚仪测量出需要加工气膜孔位置处单层涡轮叶片的厚度；
[0025]S2.计算气膜孔加工厚度：通过绘图软件绘制出气膜孔加工截面，并计算出气膜孔的加工厚度；
[0026]S3.测量激光烧蚀速率：通过实验测量出激光制孔的烧蚀速率；
[0027]S4.填充封胶：在双层涡轮叶片之间填充封胶，并将填充口封堵；
[0028]S5.涡轮叶片夹持定位：将涡轮叶片定位并夹持在激光烧蚀装置上，通过控制装置精确控制烧蚀激光的角度；
[0029]S6.标点检测：激光烧蚀气膜孔标点，测量标点是否符合加工要求；
[0030]S7.激光烧蚀制孔：按照气膜孔加工要求激光烧蚀制孔，通过气膜孔加工厚度和激光烧蚀速率计算出理论加工时间，待激光烧蚀时间小于理论加工时间时，停止激光烧蚀；
[0031]S8.气膜孔修整：待气膜孔加工位置完全冷却后，通过钻头将单层气膜孔钻透并修整气膜孔。
[0032]采用上述进一步方案的有益效果是计算出加工厚度对气膜孔加工烧蚀，进而制备气膜孔。
[0033]进一步，步骤S7中，采用脉冲激光，激光烧蚀时间为0.001s至0.1s，间隔时间为0.5s至1s。
[0034]采用上述进一步方案的有益效果是采用脉冲激光，避免无论叶片持续受热变形。
[0035]进一步，步骤S8后还包括封胶溶解，清洗并吹干。
附图说明
[0036]图1为本专利技术一具体实施例结构示意图；
[0037]图2为本专利技术一具体实施例横向移动组件和纵向移动组件结构示意图；
[0038]图3为本专利技术一具体实施例激光烧蚀组件和伺服旋转组件结构示意图；
[0039]图4为本专利技术一具体实施例叶片定位固定组件结构示意图；
[0040]图5为本专利技术实施例一涡轮叶片局部结构示意图。
[0041本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置，其特征在于：包括横向移动组件(1)、纵向移动组件(2)、伺服旋转组件(3)、激光烧蚀组件(4)和叶片定位固定组件(5)；所述横向移动组件(1)安装在底板(6)上，所述横向移动组件(1)移动端安装有所述纵向移动组件(2)，所述横向移动组件(1)和所述纵向移动组件(2)垂直设置，所述纵向移动组件(2)上安装有所述伺服旋转组件(3)，所述伺服旋转组件(3)移动端连接有所述激光烧蚀组件(4)，所述叶片定位固定组件(5)安装在所述底板(6)上且位于所述激光烧蚀组件(4)上侧。2.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置，其特征在于：所述横向移动组件(1)包括横向滑轨(7)和横向伺服电机(8)，两条平行设置的所述横向滑轨(7)安装在所述底板(6)上，所述横向滑轨(7)上设置有横向滑块(9)，所述横向滑块(9)上安装有所述纵向移动组件(2)，所述纵向移动组件(2)底部安装有横向丝杆轴承，所述横向伺服电机(8)输出端安装有横向丝杆(10)，所述横向丝杆(10)位于所述横向丝杆轴承内，所述横向伺服电机(8)转动带动所述纵向移动组件(2)横向移动。3.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置，其特征在于：所述纵向移动组件(2)包括纵向滑轨(12)和纵向伺服电机(11)，两条平行设置的所述纵向滑轨(12)安装在横向移动板(13)上，所述横向移动板(13)安装在所述横向移动组件(1)上，所述纵向滑轨(12)上设置有纵向滑块(14)，所述纵向滑块(14)上安装有纵向移动板(15)，所述纵向移动板(15)上安装有所述伺服旋转组件(3)，所述纵向移动板(15)底部安装有纵向丝杆轴承，所述纵向伺服电机(11)输出端安装有纵向丝杆(16)，所述纵向丝杆(16)位于所述纵向丝杆轴承内，所述纵向伺服电机(11)转动带动所述纵向移动板(15)纵向移动。4.根据权利要求1所述的航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置，其特征在于：所述伺服旋转组件(3)包括伺服旋转角度器(17)，所述伺服旋转角度器(17)安装在所述纵向移动组件(2)上，所述伺服旋转角度器(17)移动端连接有所述激光烧蚀组件(4)，所述伺服旋转角度器(17)带动所述激光烧蚀组件(4)转动。5.根据权利要求4所述的航空发动机涡轮叶片气膜孔激光烧蚀装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，温佳起，卞进田，豆贤安，谢运涛，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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