[實用新型]整體葉盤單/雙面激光沖擊強化光路系統

有效

• 申請號: 201220720574.2
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN203018909U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 喬紅超;趙吉賓;于彥鳳
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B23K26/067
• 分類號: B23K26/067;B23K26/073;B23K26/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

技術領域

本實用新型屬于整體葉盤激光沖擊強化加工領域，具體涉及一種應用在航空發動機中的整體葉盤單/雙面激光沖擊強化光路系統。?

背景技術

葉片是航空發動機中能量轉換的主要部件，同時也是最為核心和關鍵的零件之一，被譽為“心臟中的心臟”。20世紀80年代中期，為了減少航空發動機中的零件數量、減輕整體重量和提高發動機的氣動效率、推重比及可靠性，在發動機設計中采用了超寬弦、彎掠葉片和窄流道等先進氣動布局設計的整體葉盤結構。發動機葉片經常會由于高頻疲勞而發生斷裂，直接影響到發動機的使用安全性和壽命。盤片分離結構中遇到上述情況只需更換受損葉片，而由于整體葉盤的葉片不可拆卸，若因個別葉片受損而報廢整個葉盤會帶來極大的浪費，并且使得發動機的可維護性降低，因此整體葉盤的表面強化技術尤為重要。?

單個葉片的傳統強化技術是噴丸強化，噴丸強化對表面不規則部件實施困難，容易引起薄壁件的變形，對表面粗糙度和尺寸可能產生影響。激光沖擊強化技術是利用強激光束產生的等離子沖擊波，可在深度大于1mm的葉片表面產生壓縮表面殘余應力，提高葉片的抗損傷裕度及疲勞性能，與冷擠壓、噴丸等金屬材料表面強化手段相比，具有非接觸、無熱影響區、可控性強以及強化效果顯著等突出優點。?

用于激光沖擊強化的激光器主要是YAG激光器和釹玻璃激光器，YAG激光器的單脈沖能量大小有限，釹玻璃激光器的單脈沖能量雖然比較大，但重復頻率較低，從而使得激光沖擊強化的效率較低。本發明設計的單/雙面激光沖擊強化光路系統，通過光路快速切換、光斑形狀快速選擇，可以大大提高激光沖擊強化的效率。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種整體葉盤單/雙面沖擊強化光路系統，該光路系統能夠有效的實現航空發動機整體葉盤的單/雙面沖擊強化。本發明根據航空發動機整體葉盤的結構形式，針對航空發動?機的進氣邊、排氣邊、葉尖、葉背和葉盆等結構形式，以及葉片間距狹窄等特點，發明了可以自動和手動切換的四套光路，完全實現了葉片邊緣激光沖擊強化加工的需要。?

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：?

一種整體葉盤單/雙面激光沖擊強化光路系統，該光路系統包括：安裝在光學平臺上的光路一與光路二切換滑臺、光路三與光路四切換滑臺以及出光口滑臺；安裝在激光器內部用于光路切換的數控滑臺；安裝在光學平臺上的光路三轉臺和光路一轉臺；安裝在光學平臺上的光路三與光路四校驗滑臺和光路一與光路二校驗滑臺；安裝在光學平臺上的光路二反射鏡、光路四反射鏡、反射鏡A和反射鏡B；安裝在光學平臺上的光路一聚焦鏡、光路三聚焦鏡、光路二聚焦鏡和光路四聚焦鏡，安裝在光學平臺上的光路二勻光鏡片和光路四勻光鏡片，所述光路二聚焦鏡和光路二勻光鏡片組成光路二勻光聚焦鏡組，所述光路四聚焦鏡和光路四勻光鏡片組成光路四勻光聚焦鏡組；分別安裝在光路一轉臺和光路三轉臺上的光路一擺臂和光路三擺臂；分別安裝在光路一擺臂末端和光路三擺臂末端的光路一小反射鏡和光路三小反射鏡；分別安裝在光路一與光路二切換滑臺和光路三與光路四切換滑臺上的光路一反射鏡和光路三反射鏡；安裝在出光口滑臺上的反射鏡C和反射鏡D；安裝在數控滑臺上的反射鏡E；安裝在激光器內部的合束鏡；分別安裝在光路三與光路四校驗滑臺和光路一與光路二校驗滑臺上的光路三與光路四校驗能量計和光路一與光路二校驗能量計；安裝在光學平臺上的防護板、防護罩和導光管。?

所述反射鏡E在伺服電機的驅動下或手動旋轉伺服電機后端的旋鈕，能夠在數控滑臺上滑動；激光器上設置出光口A和出光口B；當反射鏡E處在出光口A正前方時，激光束A經反射鏡E反射至合束鏡，再經合束鏡反射出的激光與激光束B均由出光孔B輸出；當反射鏡E處在出光口A和出光口B之間的位置時，激光束A和激光束B分別從出光口A和出光口B輸出。?

所述反射鏡C和反射鏡D在伺服電機的驅動下或手動旋轉伺服電機后端的旋鈕，能夠同時在出光口滑臺上滑動；A出光口和B出光孔同時出光時，當反射鏡C和反射鏡D分別正處于出光孔A和出光孔B的正后方時，A出光孔輸出的激光經反射鏡C的反射能夠反射到反射鏡C左方的反射鏡A上，B出光孔輸出的激光經反射鏡D的反射能夠反射到反射鏡D右方的反射鏡B上；只有B出光孔出光時，當反射鏡C和反射鏡D分別正處于出光孔A和出光孔B的后方時，B出光孔輸出的激光經反射鏡D的反射可以反射到反射鏡D右方的?反射鏡B上；只有B出光孔出光時，當只有反射鏡C正處于出光孔B的后方時，B出光孔輸出的激光經反射鏡C的反射可以反射到反射鏡C左方的反射鏡A上。?