[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔激光高效復(fù)合加工方法

在審

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• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108067739A
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁養(yǎng)民;謝國印;王琦;楊小君;吳曉鋒;耿軍儒;王瓊波;侯春梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)動(dòng)力股份有限公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 強(qiáng)宏超

本發(fā)明公開一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔激光高效復(fù)合加工方法，利用長脈沖激光與超快激光復(fù)合的制孔方法，首先利用納秒激光進(jìn)行預(yù)制孔的制備，再利用超快激光將預(yù)制孔加工至滿足要求的孔，兼顧氣膜孔加工效率和加工質(zhì)量，提高氣膜孔加工效率，利用長脈沖激光加工氣膜孔的預(yù)制孔(粗加工)，使下一步超快激光(精加工)的加工量大幅度減小，提高加工效率，滿足工程化加工對加工效率的要求；復(fù)合制孔方法，可實(shí)現(xiàn)氣膜孔無重熔層、無毛刺、無飛濺物、低熱影響區(qū)的高質(zhì)量、高效率加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光制孔技術(shù)領(lǐng)域，涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件氣膜孔激光高效復(fù)合加工技術(shù)，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔激光高效復(fù)合加工方法。

背景技術(shù)

目前，航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件氣膜孔大多采用電火花、激光、電液束流等方法進(jìn)行加工，電火花、激光的制孔方法會(huì)導(dǎo)致孔壁出現(xiàn)毛刺、重熔層、熱影響區(qū)、微裂紋等缺陷；電液束流的制孔方法雖可以避免以上缺陷，但效率較低；隨著激光技術(shù)的發(fā)展，超快激光制孔技術(shù)越來越被應(yīng)用于制孔方面，同樣可以避免以上缺陷，但是一般超快激光功率較小，制孔的效率同樣受到很大影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明目的在于提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔激光高效復(fù)合加工方法，兼顧氣膜孔加工效率和加工質(zhì)量，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔的加工要求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔激光高效復(fù)合加工方法，包括以下步驟：

步驟(1)、將激光頭移動(dòng)至工件需要加工氣膜孔的位置；

步驟(2)、切換激光頭為長脈沖激光，采用螺旋線制孔的方法，設(shè)置起始孔徑為0，結(jié)束孔徑小于氣膜孔的理論值，加工氣膜孔的預(yù)制孔；

步驟(3)、切換長脈沖激光為超快激光，采用逐層掃描的方法，設(shè)置起始孔徑、結(jié)束孔徑與氣膜孔相同，加工預(yù)制孔至滿足要求的氣膜孔理論值。

進(jìn)一步，所述步驟結(jié)束孔徑小于氣膜孔的理論值0.2-0.3mm，作為去除重熔層的量值。

進(jìn)一步，步驟(3)長脈沖激光切換為超快激光時(shí)，調(diào)試長脈沖激光與超快激光的同軸光路系統(tǒng)，確保兩路光路輸出重合，使步驟(2)與步驟(3)兩次加工中心孔位重合。

進(jìn)一步，所述步驟(1)中激光頭移動(dòng)過程中利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)及紅光標(biāo)識系統(tǒng)確保移動(dòng)至氣膜孔加工位置。

進(jìn)一步，所述步驟(3)超快激光功率為20W～100W，功率輸出百分比60～100％。

進(jìn)一步，所述步驟(2)激光功率為150W～300W，功率輸出百分比60～100％。

本發(fā)明利用長脈沖激光與超快激光復(fù)合的制孔方法，首先利用納秒激光進(jìn)行預(yù)制孔的制備，再利用超快激光將預(yù)制孔加工至滿足要求的孔，兼顧氣膜孔加工效率和加工質(zhì)量。

本發(fā)明相比傳統(tǒng)加工方法，還具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明可保證加工質(zhì)量的前提下，提高氣膜孔加工效率，利用長脈沖激光加工氣膜孔的預(yù)制孔(粗加工)，使下一步超快激光(精加工)的加工量大幅度減小，提高加工效率，滿足工程化加工對加工效率的要求。

2.本發(fā)明可保證加工效率的前提下，提高氣膜孔加工質(zhì)量，利用超快激光(皮秒/飛秒)去除長脈沖激光加工預(yù)制孔時(shí)，產(chǎn)生的重熔層，校正預(yù)制孔的錐度、圓度，并去除毛刺及孔口、孔壁的飛濺物，滿足工程化加工對加工質(zhì)量的要求。

3.本發(fā)明長脈沖激光—超快激光(皮秒/飛秒)復(fù)合的制孔方法，可實(shí)現(xiàn)氣膜孔無重熔層、無毛刺、無飛濺物、低熱影響區(qū)的高質(zhì)量、高效率加工。

附圖說明

圖1氣膜孔激光高效復(fù)合加工示意圖