航空发动机叶片激光冲击强化吸收保护层涂覆装置的制作方法

本实用新型涉及航空发动机框体激光冲击强化技术领域，特别是涉及一种航空发动机叶片激光冲击强化吸收保护层涂覆装置。

背景技术：

航空发动机叶片，由于需要极高的机械性能，在发动机工作过程中起着重要的作用，因此，通过激光冲击强化对其表面进行强化可以有效延长疲劳裂纹的扩展寿命。然而，激光冲击强化过程中，吸收保护层技术是关键技术问题。

1977年，Clauer等采用在金属表面加透明约束层和黑色涂层的冲击强化典型结构，将冲击波幅值提高到GPa量级，从而形成现在常用的带约束层和吸收保护层的激光冲击强化方法。后续研究表明：采用吸收保护层的工件处理后具有较高的残余压应力厂，而无吸收保护层的工件在表面形成压应力的同时，在表面很薄一层形成拉应力；随着约束层厚度的增加，激光冲击强化的效果增加。但当约束层厚度达到一定值时，冲击波峰压趋于饱和；约束层材料刚性越好，强化效果越好。

目前存在较多效率低下的吸收保护层的涂覆技术，有的甚至存在吸收保护层涂覆不当或者去除失误致使零件损坏，导致表面粗糙度受到极大的影响。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种航空发动机叶片激光冲击强化吸收保护层涂覆装置，能够保证工件准确无误的被加工完成。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种航空发动机叶片激光冲击强化吸收保护层涂覆装置，包括：

夹持机械手，用于夹持工件；

涂覆机械手，其上设有用于涂覆处理工件的涂覆部件，所述涂覆部件包括顺次布置且输出方向均朝向工件的喷漆喷嘴、喷水喷嘴和喷气喷嘴；

以及用作涂覆部件输入的供给控制部件。

作为本实用新型的进一步改进，所述涂覆部件配有角度调整结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述涂覆机械手至少具有五个空间自由度。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹持机械手至少具有五个空间自由度。

作为本实用新型的进一步改进，所述喷漆喷嘴、喷水喷嘴和喷气喷嘴分别具有相对朝向的两个，对向的两个喷嘴之间形成工件的涂覆工位。

作为本实用新型的进一步改进，所述供给控制部件包括控制单元和供给单元，所述供给单元的输出端连接涂覆部件，所述控制单元与供给单元电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述供给单元包括对喷漆喷嘴供料的隔膜泵，隔膜泵的出口设有料罐，所述料罐设置在涂覆部件上，料罐的出口连接喷漆喷嘴。

作为本实用新型的进一步改进，所述供给单元包括控制各喷嘴输出的控制阀，控制阀与控制单元电性相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型依次通过喷气、喷漆、喷水等步骤对叶片这种复杂部件有序、高效率的进行自动涂覆等操作，减少了人力资源同时，提高工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是涂覆部件的示意图。

具体实施方式

如图1所示的航空发动机叶片激光冲击强化吸收保护层涂覆装置，包括关节机器人100和涂覆机器人200。关节机器人100上设有夹持机械手1，该机械手用于夹持待喷涂的叶片工件300。涂覆机器人200上设有涂覆机械手2，涂覆机械手2上搭载有涂覆部件，用以对待加工喷涂的工件300进行表面涂覆。其中，涂覆部件包括顺次布置的喷漆喷嘴3、喷水喷嘴4和喷气喷嘴5，喷漆喷嘴3用以对工件表面喷漆，喷水喷嘴4和喷气喷嘴5分别用于对工件300表面喷水和喷气，各个喷嘴的喷射输出方向均朝向工件300，优选为朝向相同的方向。

装置还包括供给控制部件，用作涂覆部件输入原料以及对原料输入的控制。

那么，利用该装置可以进行吸收保护层的涂覆，其包括顺次的以下步骤：

夹持机械手1夹持工件300并运送到指定的位置；

涂覆机械手2将涂覆部件运送至工件300处，至少使得喷气喷嘴5朝向工件300待加工位置的表面；

喷气喷嘴5喷气清理叶片工件表面；

喷漆喷嘴3喷漆形成保护层；

喷气风干喷漆；

喷水喷嘴4喷水，进行激光冲击强化；

喷气风干叶片。

上述步骤中，在喷气清理叶片工件表面之后，可通过调整喷漆喷嘴3和喷水喷嘴4的位置使这两个喷嘴加工同一冲击点，亦可以通过调整工件的位置来使工件同一待强化冲击点到达喷漆喷嘴3和喷水喷嘴4的喷射位置。

为实现喷涂到达所有预设的冲击位置，通过调整各喷嘴相对于工件的角度和距离来确保上述步骤覆盖每个冲击位置。这种调整既可以是仅仅对各喷嘴进行调整，也可以仅通过调整夹持机械手1来调整工件的旋转、位移，又或者是两者都调整。上述的这些调整使用程序进行控制。

优选的实施例中，涂覆部件配有角度调整结构，该角度调整结构能够调整各个喷嘴的喷出角度，满足工件不同角度的激光冲击强化。

所述的涂覆机械手2设置成由涂覆机器人控制而至少具有五个空间自由度，优选为六个空间自由度，形成六自由度机械手，从而涂覆机械手2的旋转、平移带动涂覆部件各喷嘴的旋转、平移，调整喷嘴相对于工件的位置和角度。为此，这种涂覆机械手2构成了上述的角度调整结构。

优选的，夹持机械手1设置成由关节机器人控制而至少具有五个空间自由度，优选为六个空间自由度，形成六自由度机械手，从而夹持机械手1的旋转、平移带动工件的旋转、平移，调整工件相对于各喷嘴的位置和角度。

在进行喷漆、喷气、喷水的过程中，同时调整夹持机械手1、涂覆机械手2的位置、角度能够更快速更全面的进行全方面的喷涂。

进一步优选的，同时参考图2，喷漆喷嘴3、喷水喷嘴4和喷气喷嘴5均安装在一个“凹”字型的框,8中，涂覆机械手2连接并驱动该框,8。喷漆喷嘴3、喷水喷嘴4和喷气喷嘴5在框架中由前至后布置。喷漆喷嘴3在框架中具有两个，这两个喷漆喷嘴3相对朝向框架8的中部，喷水喷嘴4和喷气喷嘴5也是一样，分别具有相对朝向的两个，对向的两个喷嘴之间形成工件的涂覆工位。

上述这种两两相对的喷嘴结构可以满足双面对冲的要求。其中，喷漆喷嘴3的孔径2mm，喷水喷嘴4孔径3～4mm，喷气喷嘴5孔径2～3mm，喷气压力0.5MPa。

进一步优选的，供给控制部件包括控制单元和供给单元，供给单元的输出端连接涂覆部件，控制单元与供给单元电性连接，以控制所述供给单元的启停。

供给单元包括分别对喷漆喷嘴3、喷水喷嘴4和喷气喷嘴5提供原料的部分。

对喷水喷嘴4提供原料的部分包括并未图示的以下部件：水泵、水泵与喷水喷嘴4之间的管路、在该管路上的压力控制阀以及回水路，该回水路收集喷出的水然后经过净化、过滤之后回流至水泵的输入口，压力控制阀用于保证供水的压力。水泵的电路部分还接有作为控制阀的电磁阀，电磁阀与控制单元电性相连，接收控制单元的控制信号来启停。

对喷气喷嘴5提供原料的部分包括并未图示的压缩气源，可以是空气压缩机，空气压缩机还接有作为控制阀的电磁阀，电磁阀与控制单元电性相连，接收控制单元的控制信号来启停。

对喷漆喷嘴3提供原料的部分包括隔膜泵6、料罐7和压缩气源，隔膜泵6的出口连接料罐7，料罐7的出口连接喷漆喷嘴3。该部分还包括作为控制阀的电磁阀，用于控制隔膜泵6和喷漆喷嘴3的开关，控制隔膜泵6和喷漆喷嘴3均为气动。工作时，隔膜泵6将一定的压力输入至料罐7，将料罐7中的吸收保护层材料通过喷漆喷嘴3输出。

上述的控制单元，其至少包括一个控制箱或控制盒9，该控制箱或控制盒9提供上述各电磁阀的输入信号，控制箱或控制盒9通过预设程序的方式对电磁阀的启停时间、启停顺序进行控制，也可以连接远程服务器进行远程控制。

实施例中的吸收保护层涂覆还优选包括以下的步骤：

喷水喷嘴4开始喷水后，延时2秒，待水流量稳定后，再进行激光冲击强化；强化完成后，喷水喷嘴4还还要延时3秒进行表面清洗。

以上所述只是本实用新型优选的实施方式，其并不构成对本实用新型保护范围的限制。