一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109158776A(43)申请公布日2019.01.08(21)申请号201811371729.4(22)申请日2018.11.14(71)申请人中国航发动力股份有限公司地址710021陕西省西安市未央区徐家湾(72)发明人王辉明张文才朱红钢阮成勇耿军儒李文涛魏颖张超(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.B23K26/382(2014.01)B23K26/08(2014.01)B23K26/142(2014.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法(57)摘要本发明公开了一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，属于航空发动机制造领域，通过自动编程结合手工点动示教编程方法，用理论坐标值在零件表面打点，然后通过手工点动完成加工程序的示教返录，减小了涡轮叶片铸造型面差异和机床旋转轴运动误差对气膜孔位置的影响，保证了高压涡轮空心叶片气膜孔位置度。CN109158776ACN109158776A权利要求书1/2页1.一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在机床工作台上安装用于固定叶片的夹具并找正；步骤2、在金相试件上进行工艺试验，选择不同的工艺参数在试件上加工若干组气膜孔；步骤3、对试件上的几组气膜孔进行金相检查，根据金相检测结果，选取加工气膜孔的工艺参数；步骤4、叶片装夹，将高压涡轮导向叶片(20)装夹在夹具上并夹紧；步骤5、加工气膜孔，将高压涡轮导向叶片(20)气膜孔按照位置，分为若干个部位进行加工，每个部位编制一个加工程序，然后调用不同的加工程序分别对高压涡轮导向叶片(20)的气膜孔进行加工。2.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，将位于高压涡轮导向叶片(20)叶身两侧的气膜孔分为两个部位进行加工。3.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，在对涡轮导向叶片编制加工程序时，采用自动编程结合手工点动示教编程的方法。4.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，涡轮叶片叶身上沿叶型方向分布有15排冷却气膜孔，每个加工程序的编制过程为：气膜孔理论坐标值由(X,Y,Z,C,D)表示，其中X,Y,Z为气膜孔的理论空间坐标值，C是气膜孔矢量投影到XOY平面的矢量与X轴的夹角，D是气膜孔矢量与Z轴的夹角；首先，从UG模型获得每个气膜孔的理论空间坐标值(X,Y,Z)；然后，编制打点程序，将气膜孔理论坐标值(X,Y,Z)输入到打点程序中，同时在1～3排气膜孔的坐标值中，输入C＝0°、D＝﹣180°；在4～9排气膜孔的坐标值中，输入D＝0°，C值按设计角度输入；在10～15排气膜孔的坐标值中，输入C＝﹣90°、D＝0°；根据加工程序中设置的点的坐标，用激光束在高压涡轮导向叶片(20)表面上打上点；然后通过手工点动完成加工程序的示教返录，在示教返录过程中，将空间角度C值和D值更新为设计图的气膜孔的角度值，然后使用设备CCD成像系统将激光束焦点位置移动到零件表面打的点上，并记录当前点的实际坐标值(X1,Y1,Z1,C,D)，进而由这些当前点的实际坐标值(X1,Y1,Z1,C,D)的坐标信息生成加工程序。5.根据权利要求4所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，用激光束在高压涡轮导向叶片(20)表面上打上点时，采用脉冲能量为0.25J-0.30J的激光束。6.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，加工叶身排气膜孔时，在高压涡轮导向叶片(20)内腔插入防护板，对叶片内壁进行防护。7.根据权利要求6所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，防护板为聚四氟乙烯板。8.根据权利要求7所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，聚四氟乙烯板的厚度为1.5mm。9.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤3中，选取的加工气膜孔的工艺参数为：涡轮导向叶片叶身部位气膜孔孔深度为0.8mm-1.1mm；涡轮导向叶片的内缘板、外缘板上气膜孔孔深度为1.8mm-2.5mm。10.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，2CN109158776A权利要求书2/2页步骤5完成后，对高压涡轮导向叶片(20)表面和内腔吹砂，去除高压涡轮导向叶片内、外表面和气膜孔边缘的金属飞溅物。3CN109158776A说明书1/5页一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法技术领域[0001]本发明属于航空发动机制