[發明專利]一種旋掃式激光沖擊強化加工裝置及加工方法

在審

• 申請號: 202210010931.4
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114248004A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 鄒世坤;孫汝劍;車志剛;曹子文
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/064;B23K26/08;B23K26/16
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1.一種旋掃式激光沖擊強化加工裝置，適用于加工具有回轉面結構的工件(10)，其特征在于，包括

激光光源，用于發射激光(1)；

中空轉臺(3)，位于所述激光光源下方并沿所述激光(1)的輸出光路設置，并能夠繞其軸線(2)轉動以及沿其軸線(2)升降運動；

導管組件，連接所述中空轉臺(3)并將所述激光(1)從所述中空轉臺(3)的內部傳遞至靠近所述工件(10)的位置，所述導管組件包括依次連接的第一導管(41)、第二導管(42)以及第三導管(43)，所述第一導管(41)的兩端分別連接所述中空轉臺(3)與所述第二導管(42)，所述第三導管(43)與所述第二導管(42)的另一端擺動連接，使得所述第三導管(43)能夠繞其與所述第二導管(42)的連接端沿靠近或遠離所述第二導管(42)的方向擺動。

2.根據權利要求1所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置，其特征在于，所述導管組件還包括用于連接中空轉臺(3)與所述第一導管(41)的第一轉接頭(32)、用于連接所述第一導管(41)與所述第二導管(42)的第二轉接頭(44)以及用于連接所述第二導管(42)與所述第三導管(43)的第三轉接頭(45)，所述第一導管(41)的兩端分別與所述第一轉接頭(32)以及所述第二轉接頭(44)連接，所述第二導管(42)的兩端分別與所述第二轉接頭(44)以及所述第三轉接頭(45)連接，所述第三導管(43)的一端與所述第三轉接頭(45)擺動連接，所述第三導管(43)的另一端為自由端用于輸出所述激光(1)，所述自由端可繞所述第三導管(43)與所述第二導管(42)的連接端沿靠近或遠離所述第二導管(42)的方向擺動。

3.根據權利要求2所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置，其特征在于，所述第一導管(41)的軸線與所述中空轉臺(3)的軸線(2)相互垂直，所述第二導管(42)的軸線與所述中空轉臺(3)的軸線(2)相互平行。

4.根據權利要求2所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置，其特征在于，所述第二導管(42)位于所述第一導管(41)的下方以及第三導管(43)的上方。

5.根據權利要求2所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置，其特征在于，所述第一轉接頭(32)、所述第二轉接頭(44)以及所述第三轉接頭(45)內均設有全反射鏡(4)，用于將所述激光(1)從所述第一轉接頭(43)內反射依次經過所述第一導管(41)、所述第二轉接頭(44)、所述第二導管(42)、所述第三轉接頭(45)以及所述第三導管(43)向所述工件(10)輸出。

6.根據權利要求2所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置，其特征在于，所述第三導管(43)內部還設有用于聚集進入所述第三導管(43)內的所述激光(1)后向輸出至所述工件(10)上的整形鏡(8)。

7.根據權利要求1至6任意一項所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置，其特征在于，第三導管(43)上遠離所述第二導管(42)的一端設有用于噴射壓縮空氣的氣嘴(9)。

8.一種旋掃式激光沖擊強化加工方法，其特征在于，采用上述權利要求1所述的旋掃式激光沖擊強化加工裝置對所述工件(10)進行加工，包括如下步驟：

步驟一：將待加工的所述工件(10)放置于一固定平臺上；

步驟二：根據待加工的所述工件(10)的回轉面結構的特征來調整所述第三導管(41)與所述工件(10)上待加工的回轉面的傾斜角度；

步驟三：開啟所述激光光源并同步啟動用于驅動所述中空轉臺(3)旋轉的伺服電機，通過所述激光(1)對所述工件(10)的回轉面進行加工；

步驟四：待所述中空轉臺(3)旋轉一周后停止，并調節所述第三導管(43)繞所述第三導管(43)與所述第二導管(42)的連接端擺動一個預設角度以及啟動用于驅動所述中空轉臺(3)進行升降運動的步進電機調來調節所述第三導管(43)距離所述工件(10)的垂直高度；

步驟五：再次啟動用于驅動所述中空轉臺(3)旋轉的伺服電機帶動所述中空轉臺(3)旋轉一周；

步驟六：重復步驟四和步驟五，直至完成對所述工件(10)的激光沖擊強化。