[发明专利]一种激光与机械结合对发动机涡轮叶片气膜孔的加工方法及装置

权利要求书

1.一种激光与机械结合对发动机涡轮叶片气膜孔的加工方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：安装涡轮叶片

首先，将欲加工气膜孔的涡轮叶片安装在数控机床的五轴工作台上；

步骤2：校准涡轮叶片的空间姿态

将设计好的欲加工气膜孔的涡轮叶片的三维坐标数据以及所述涡轮叶片上每个欲加工气膜孔的三维坐标数据分别输入数控机床的计算机内，通过三维扫描仪对所述涡轮叶片的空间姿态进行扫描，得到扫描三维坐标数据并输入计算机，计算机将所述扫描三维坐标数据与所述涡轮叶片的设计三维坐标数据进行比较，驱动五轴工作台对所述涡轮叶片空间姿态的安装误差进行校准；

步骤3：激光加工盲孔

确定涡轮叶片上任一欲加工气膜孔，通过计算机驱动五轴工作台对所述涡轮叶片上的欲加工气膜孔三维坐标数据的空间姿态进行调整，然后，将所述涡轮叶片上欲加工气膜孔的位置移送至激光加工头的下方，调整使欲加工气膜孔的轴线与激光加工头发射激光束的轴线重合，启动超快激光器，使激光加工头在所述涡轮叶片上加工出气膜孔的盲孔；

步骤4：机械加工通孔

通过平移五轴工作台上所述涡轮叶片，将所述涡轮叶片上加工出气膜孔的盲孔移送至机械加工头的下方，调整使气膜孔的盲孔的轴线与机械加工头的轴线重合，启动机械加工头，通过机械加工头上的钻头将气膜孔的盲孔打通，所述涡轮叶片上一个气膜孔加工完成；

步骤5：逐个完成所述涡轮叶片上的所有气膜孔的加工

重复步骤3及步骤4，对所述涡轮叶片上所设计的气膜孔逐个进行加工，直至气膜孔全部加工完成。

2.一种激光与机械结合对发动机涡轮叶片气膜孔的加工方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：安装涡轮叶片

首先，将欲加工气膜孔的涡轮叶片安装在数控机床的五轴工作台上；

步骤2：校准涡轮叶片的空间姿态

将设计好的欲加工气膜孔的涡轮叶片的三维坐标数据以及所述涡轮叶片上每个欲加工气膜孔的三维坐标数据分别输入数控机床的计算机内，通过三维扫描仪对所述涡轮叶片的空间姿态进行扫描，得到扫描三维坐标数据并输入计算机，计算机将所述扫描三维坐标数据与所述涡轮叶片的设计三维坐标数据进行比较，驱动五轴工作台对所述涡轮叶片空间姿态的安装误差进行校准；

步骤3：激光加工盲孔

确定涡轮叶片上任一欲加工气膜孔，通过计算机驱动五轴工作台对所述涡轮叶片上该欲加工气膜孔三维坐标数据的空间姿态进行调整，然后，将所述涡轮叶片上欲加工气膜孔的位置移送至激光加工头的下方，调整使欲加工气膜孔的轴线与激光加工头发射激光束的轴线重合，启动超快激光器，使激光加工头在所述涡轮叶片上加工出气膜孔的盲孔；

步骤4：逐个完成所有盲孔的加工

重复步骤3，对所述涡轮叶片上所设计的气膜孔逐个进行盲孔的加工；

步骤5：机械加工通孔

确定所述涡轮叶片上的任一欲加工通孔的盲孔，将所述涡轮叶片上欲加工通孔的盲孔移送至机械加工头的下方，通过计算机驱动五轴工作台对所述涡轮叶片上的欲加工通孔三维坐标数据的空间姿态进行调整，通过平移五轴工作台上所述涡轮叶片，确认欲加工通孔的盲孔的轴线与机械加工头的轴线重合，启动机械加工头通过钻头将所述盲孔打通，一个所述气膜孔加工完成；

步骤6：逐个完成所述涡轮叶片上所有气膜孔的加工

将涡轮叶片上的下一个欲加工的气膜孔的盲孔移送至机械加工头的下方，重复步骤5，对步骤4的所有盲孔逐个加工通孔，完成所述涡轮叶片上所有气膜孔的加工。

3.一种实施权利要求1或2所述加工方法的装置，其特征在于，它包括：

一台数控机床，所述数控机床设有床身及沿Y轴轴向移动的龙门架，龙门架上设有两块沿X轴轴向移动的第一滑板及第二滑板，第一滑板及第二滑板上分别设有沿Z轴轴向移动的第三滑板及第四滑板；所述数控机床内设有计算机；

一台连接有超快激光器的激光加工头，激光加工头设于数控机床1的第三滑板上；

一台机械加工头，机械加工头设于数控机床的第四滑板上；

一台设于数控机床床身上的三维扫描仪；

一台五轴工作台，所述五轴工作台上分设有沿X轴轴向移动、沿Y轴轴向移动及沿Z轴轴向移动的滑板，滑板上设有绕Y轴转动的第一转盘，第一转盘上设有绕Z轴转动的第二转盘；所述五轴工作台设于数控机床的床身上。