[发明专利]异形气膜孔的激光加工方法

权利要求书

1.一种异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，包括：

S1、通过激光器发射光束，采用旋切扫描加工系统使光束进行螺旋扫描运动，并通过聚焦镜聚焦以在工件上形成螺旋扫描线；

S2、采用平行平板以第一旋转方向偏转对螺旋扫描线进行往复平移，其中，根据所需异形孔的孔径确定所述平行平板对光束的偏移量，并计算出所述平行平板相对于中心光轴的初始偏转角度；

S3、所述平行平板以第二旋转方向偏转，且偏转角度与所述初始偏转角度相同，使得所述螺旋扫描线横向移动至中心光轴另一侧，且偏移距离与初始的偏移距离一致，等厚度去除扫描区域内工件材料，将旋切扫描模块下降，下降距离与去除的工件材料厚度一致，其中所述第二旋转方向与所述第一旋转方向相反；

S4、所述平行平板以第一旋转方向偏转，且偏转角度小于上一次偏转角度，偏移距离小于上一次偏移距离；将所述旋切扫描模块下降，下降距离与S3中下降距离一致，继续去除材料；

S5、变换所述平行平板的旋转方向，且所述平行平板进行多次偏转，每次偏转角度小于上一次偏转角度，偏移距离小于上一次偏移距离，直至所述平行平板偏转角度逐渐减小为零，所述平行平板姿态呈现水平状态，完成异形孔收缩段的加工；

S6、保持所述平行平板呈水平状态，减小所述旋切扫描加工系统的扫描直径，降低光束倾斜程度，使所述旋切扫描模块继续向下进给，以进行圆柱段排渣通道加工，直至圆柱段中心区域穿透，完成排渣通道的加工；

S7、抬升所述旋切扫描模块，使得光束焦点回复至圆柱段起始加工位置，改变所述螺旋扫描线的中心起始孔径，使其呈环形扫描，以去除圆柱段剩余部分材料，完成异形孔加工。

2.根据权利要求1所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，通过伺服电机或偏心距离可调的偏心轴电机对所述平行平板的偏移量进行调整。

3.根据权利要求1所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，通过偏心轴电机对所述平行平板的偏移量进行调整，在所述平行平板正向设有转动轴，在偏转侧设有开口状传动模块，所述传动模块通过两边的限位弹簧进行偏摆限位，所述偏心轴电机可在轴向上进行移动。

4.根据权利要求1所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，所述收缩段的加工中，扫描区域内能量密度一致。

5.根据权利要求4所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，所述收缩段的加工中，将螺旋扫描范围沿径向分为圆形和环形区域，其中，中心区域为圆形，其余为环形，中心区域的螺旋线圈数为1-3圈，随着环形区域直径增大而增加螺旋线圈数，最外侧环形区域螺旋线圈数为6-10圈，使得扫描区域内能量密度一致。

6.根据权利要求4所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，所述收缩段的加工中，将螺旋扫描范围沿径向分为圆形和环形区域，其中，中心区域为圆形，其余为环形，中心区域功率设置为最外环区域功率的10-30％，环形区域的功率大小设置则由内至外逐渐增大。

7.根据权利要求1所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，所述平行平板厚度t为3-6mm，所述螺旋扫描线偏移中心光轴距离D为0.5-1.5mm，所述平行平板初始偏转角度为20-45°，所述螺旋扫描线的扫描直径为0.4-1mm，所述聚焦镜下光束的倾斜程度为1.8-3.5°。

8.根据权利要求7所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，步骤S3中，所述旋切扫描模块下降距离为0.01-0.05mm。

9.根据权利要求7所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，S4中，偏转角度较上一偏转角度小0.1-0.3°，偏移距离较上一次偏移距离小0.005-0.02mm。

10.根据权利要求6所述的异形气膜孔的激光加工方法，其特征在于，保持所述平行平板呈水平状态，减小所述旋切扫描加工系统的扫描直径至0.1-0.3mm，所述光束倾斜程度降低1.2-2.0°。