一种整体叶盘激光冲击强化方法

摘要

本发明公开了一种整体叶盘激光冲击强化方法，该方法首先将整体叶盘通过夹具安装在轨迹机器人末端的法兰盘上，然后将光路系统依次设定为光路三（9）工作、光路一（15）工作、光路四（10）工作、光路二（14）工作、光路四（10）工作和光路二（14）工作，依次分别对整体叶盘叶片的叶背后缘区域（3）、叶盆前缘区域（6）、叶盆后缘区域（4）、叶背前缘区域（1）、叶盆叶尖区域（5）和叶背叶尖区域（2）进行激光冲击强化。本发明激光冲击强化方法简单，叶盘激光冲击强化后，残余压应力可达300MPa以上，高频振动疲劳寿命提高约6～30倍以上，工件变形较小。

主权项

一种整体叶盘激光冲击强化方法，其特征在于：该方法首先将整体叶盘(107)通过夹具安装在轨迹机器人末端的法兰盘上，然后将光路系统(103)依次设定为光路三(409)工作、光路一(415)工作、光路四(410)工作、光路二(414)工作、光路四(410)工作和光路二(414)工作，依次分别对整体叶盘叶片的叶背后缘区域(403)、叶盆前缘区域(406)、叶盆后缘区域(404)、叶背前缘区域(401)、叶盆叶尖区域(405)和叶背叶尖区域(402)进行激光冲击强化；该方法具体包括如下步骤：(1)叶背后缘区域(403)加工：光路系统(103)切换到光路三(409)工作，轨迹机器人(106)带着叶盘(107)运动，从叶背后缘区域(403)的叶根处开始按照预定轨迹逐点向叶尖方向加工，加工完一个叶片后，由轨迹机器人控制自动切换到下一叶片进行加工，直至加工完成为止；(2)叶盆前缘区域(406)加工：光路系统(103)切换到光路一(415)工作，轨迹机器人(106)带着叶盘(107)运动，从叶盆前缘区域(406)的叶根处开始按照预定轨迹逐点向叶尖方向加工，加工完一个叶片后，由轨迹机器人控制自动切换到下一叶片进行加工，直至加工完成为止；(3)叶盆后缘区域(404)加工：光路系统(103)切换到光路四(410)工作，轨迹机器人(106)带着叶盘(107)运动，从叶盆后缘区域(404)的叶根处开始按照预定轨迹逐点向叶尖方向加工，加工完一个叶片后，由轨迹机器人控制自动切换到下一叶片进行加工，直至加工完成为止；(4)叶背前缘区域(401)加工：光路系统(103)切换到光路二(414)工作，轨迹机器人(106)带着叶盘(107)运动，从叶背前缘区域(401)的叶根处开始按照预定轨迹逐点向叶尖方向加工，加工完一个叶片后，由轨迹机器人控制自动切换到下一叶片进行加工，直至加工完成为止；(5)叶盆叶尖区域(405)加工：光路系统(103)切换到光路四(410)工作，轨迹机器人(106)带着叶盘(107)运动，从叶盆叶尖区域(405)的前缘方向开始按照预定轨迹逐点向后缘方向加工，加工完一个叶片后，由轨迹机器人控制自动切换到下一叶片进行加工，直至加工完成为止；(6)叶背叶尖区域(402)加工：光路系统(103)切换到光路二(414)工作，轨迹机器人(106)带着叶盘(107)运动，从叶背叶尖区域(402)的前缘方向开始按照预定轨迹逐点向后缘方向加工，加工完一个叶片后，由轨迹机器人控制自动切换到下一叶片进行加工，直至加工完成为止；所述光路系统包括：安装在光学平台(515)上的光路一与光路二切换滑台(501)、光路三与光路四切换滑台(514)以及出光口滑台(517)；安装在激光器(102)内部用于光路切换的数控滑台(521)；安装在光学平台(515)上的光路三转台(509)和光路一转台(506)；安装在光学平台(515)上的光路三与光路四校验滑台(526)和光路一与光路二校验滑台(531)；安装在光学平台(515)上的光路二反射镜(502)、光路四反射镜(512)、反射镜A(516)和反射镜B(523)；安装在光学平台(515)上的光路一聚焦镜(505)、光路三聚焦镜(511)、光路二聚焦镜(525)和光路四聚焦镜(532)，安装在光学平台(515)上的光路二匀光镜片(524)和光路四匀光镜片(533)，所述光路二聚焦镜(525)和光路二匀光镜片(524)组成光路二匀光聚焦镜组(504)，所述光路四聚焦镜(532)和光路四匀光镜片(533)组成光路四匀光聚焦镜组(510)；分别安装在光路一转台(506)和光路三转台(509)上的光路一摆臂(528)和光路三摆臂(529)；分别安装在光路一摆臂(528)末端和光路三摆臂(529)末端的光路一小反射镜(507)和光路三小反射镜(508)；分别安装在光路一与光路二切换滑台(501)和光路三与光路四切换滑台(514)上的光路一反射镜(503)和光路三反射镜(513)；安装在出光口滑台(517)上的反射镜C(518)和反射镜D(522)；安装在数控滑台(521)上的反射镜E(520)；安装在激光器(102)内部的合束镜(537)；分别安装在光路三与光路四校验滑台(526)和光路一与光路二校验滑台(531)上的光路三与光路四校验能量计(527)和光路一与光路二校验能量计(530)；安装在光学平台(515)上的防护板(534)、防护罩(535)和导光管A(903)；所述反射镜E(520)在伺服电机的驱动下或手动旋转伺服电机后端的旋钮，能够在数控滑台(521)上滑动；激光器上设置出光口A和出光口B；当反射镜E(520)处在出光口A正前方时，激光束A经反射镜E(520)反射至合束镜(537)，再经合束镜(537)反射出的激光与激光束B均由出光口B输出；当反射镜E(520)处在出光口A和出光口B之间的位置时，激光束A和激光束B分别从出光口A和出光口B输出。