一种激光冲击处理曲面的方法

摘要

本发明涉及激光冲击强化技术领域，具体地是指一种激光冲击处理曲面的方法。本发明利用三维软件对三维表面的操作和测量功能，可以快速模拟获得每一个激光光斑在实际待加工表面上的面积；采用本发明的测量方法，可以快速准确的测量任何形状光斑的面积；通过精确控制每个激光光斑的功率密度，可以使工件的变形可控，避免了工件由于功率密度不一致导致的不规则变形。

主权项

一种激光冲击处理曲面的方法，其特征在于包括如下步骤：首先将工件待加工表面三维模型导入PRO/E软件或者其它三维软件，按照预设的加工路径，将光斑的形状按实际的激光束轴线方向投影到工件表面，通过软件提供的测量功能获得每一个在曲面上的投影的面积S_i（其中，i=1，2…...n），若预设的激光功率密度为I₀，激光的脉宽为τ，则可计算出每一个脉冲所需能量E_i=I₀﹒τ﹒S_i，其中，i=1，2…...n；将获得的每一个脉冲所需能量E_i导入到工控机，由工控机控制脉冲激光器的放电电压，放电电压U_i=αE_i，其中，α是常数，不同的激光器其α也不同，i=1，2…...n，从而精确控制每一个激光脉冲的能量，使整个加工表面在激光冲击过程中每个激光光斑的功率密度精确可控；具体步骤如下：1）设定实际激光冲击整体叶盘叶片的工作路径；2）将叶片三维模型导入三维建模软件PRO/E； 3）在PRO/E软件中按步骤1）所预设好的工作路径将激光光斑沿激光束轴线方向投影于叶片三维模型的待加工表面，利用三维软件的测量功能测量曲面上的激光光斑一的面积，按照此方法分别测量曲面上的激光光斑二、曲面上的激光光斑三…，直至测量出激光冲击路径上所有的曲面上的激光光斑面积S_i，其中，i=1，2…...n）；测量面积计算出激光冲击路径上各激光光斑所需的放电电压U_i（其中，i=1，2…...n）,并根据公式U_i=αE_i，从而计算出获得路径上各激光光斑能量E_i所需的电流，将获得的电流参数通过工控机控制激光发生器的输入电流，从而获得各激光光斑能量E_i；4）打开喷嘴，在整体叶盘的叶片表面获得水膜，按照步骤1）的工作路径，按照步骤3）所获得的各电流参数，激光发生器发出的一个脉冲激光经聚焦透镜聚焦后对整体叶盘的叶片表面进行激光冲击处理，工控机控制六自由度机械手移动到下一个工位，按上述步骤进行该工位的激光冲击处理，依次逐个处理路径上所有的工位；5）当完成一个整体叶盘的叶片的激光冲击处理后，依次对剩余的其它叶片进行如步骤3）至4）的处理过程，完成整体叶盘所有的激光冲击处理。