[发明专利]一种带热障涂层航空发动机火焰筒的激光内外孔加工方法

权利要求书

1.一种带热障涂层航空发动机火焰筒的激光内外孔加工方法，包括五轴平移台、振镜加工头和超快激光器组成的激光加工系统，其特征在于采用旋切的激光内外孔加工方法，利用激光通过振镜加工头先从没有热障涂层的外部加工一个通孔，然后从带热障涂层的内部进行异型气膜孔的加工，在高压气体的冲击下，烧蚀物通过孔内喷到外部，选用波长为1030 nm、单脉冲能量为200 μJ、功率为100 W的超快激光器，汇聚后光斑直径为50 μm，利用振镜加工头在火焰筒上进行异型气膜孔的激光加工，利用五轴平移台把火焰筒的异型气膜孔按照设定的方位角和三维坐标定位在振镜加工头的正下方，其激光内外孔加工具体包括下述步骤：

步骤一：安装误差的校准

通过三维扫描仪对火焰筒进行扫描，将得到的扫描结果与设计模型进行比对并校准安装误差；

步骤二：气膜孔的坐标导入

将设计模型中所有异型气膜孔的入口和出口的方位角和三维坐标一一导入计算机，通过计算机控制五轴平移台对火焰筒进行空间姿态调整，使得每个异型气膜孔的入口和出口均可移至振镜加工头的正下方；

步骤三：加工信息的输入

将异型气膜孔的入口和出口的图形尺寸信息输入计算机，以控制振镜加工头进行标刻；

步骤四：孔出口的加工

通过计算机控制五轴平移台将异型气膜孔的出口移动到振镜加工头的正下方，使用激光器通过振镜加工头在火焰筒异型气膜孔的出口加工出与设计尺寸相同的圆形图案，在火焰筒上形成一个具有一定锥度的圆柱形通孔，振镜加工头的加工程序由计算机控制；

步骤五：所有孔出口的加工

利用五轴平移台对火焰筒进行空间姿态变换，重复步骤四~五，加工下一个异型气膜孔，依次进行所有异型气膜孔的出口的加工；

步骤六：孔入口的加工

通过计算机控制五轴平移台，将火焰筒异型气膜孔的入口移至振镜加工头的正下方，使用激光器通过振镜加工头在异型气膜孔的入口加工出与设计尺寸相同的图案；

步骤七：所有孔入口的加工

利用五轴平移台对火焰筒进行空间姿态变换，重复步骤六~七，加工下一个异型气膜孔的入口，依次进行所有异型气膜孔的入口加工，直至火焰筒上所有异型孔的加工完毕；

其中步骤4和步骤6中所述异型气膜孔内外打孔过程中需要通过计算机控制五轴平移台的竖直轴移动振镜加工头，调整振镜加工头与火焰筒表面的距离，这样有利于深孔的加工；

所述五轴平移台包括X/Y/Z三维直线平移台上设置的A轴与B轴两个旋转台，实现火焰筒的空间姿态调整。