一种冷却气膜孔的激光加工系统及工艺的制作方法

本申请涉及激光打孔，尤其是涉及一种冷却气膜孔的激光加工系统及工艺。

背景技术：

1、涡轮叶片上气膜孔具有数量多、空间角度复杂等特点，气膜冷却效率是材料、几何等参数及其耦合作用在高温高压三维非定常流场下的响应，与气膜孔的形状和位置参数息息相关。因此，确保叶片气膜孔形位精度对于提高冷却效率与发动机能效至关重要。

2、目前，使用激光打孔机对叶片气膜孔进行加工时，对叶片的定位多依赖于经验丰富的工程师进行人工校正，人工将叶片的两个端部使用夹具夹紧，夹具一般为夹持气缸或者夹爪，以此将叶片固定在激光加工平台上，随后对激光束进行调焦，并确定激光束照射在工件上的角度，使该角度方向与设计的气膜孔中轴线重合，人工对叶片的装夹角度以及装夹力度进行调节后，再调节激光打孔机对叶片进行打孔，这种方法耗时费力，且在叶片的打孔过程中容易造成叶片装夹角度的变化，叶片装夹后的稳定性较低，导致打孔误差极大且成品率低。

3、针对上述中的相关技术，存在以下缺陷：现有技术中的对叶片的夹持方式，使叶片在装夹与激光打孔进行气膜孔加工的过程中稳定性较差，会导致气膜孔的精度、孔型、孔壁质量降低的可能性。

技术实现思路

1、为了提高叶片在打孔时的稳定性，本申请提供一种冷却气膜孔的激光加工系统及工艺。

2、第一方面，本申请提供的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其采用如下的技术方案：

3、一种冷却气膜孔的激光加工系统，包括架体和设于架体上的激光打点机，激光打点机与架体之间设有移动组件，移动组件用于驱动激光打点机沿架体的同一水平面上横纵移动，所述架体于激光打点机下方设有放置组件，放置组件与激光打点机之间设有固定组件；所述放置组件包括放置箱、放置板和多个放置柱，所述放置箱开口朝上，放置板设于放置箱的开口处，放置板上竖向开设有多个放置孔，放置孔内均同轴设有电磁铁环，放置柱设于电磁铁环内且能够沿电磁铁环上下滑动，放置柱顶端用于放置叶片，放置柱上嵌设有多5个电磁块，电磁块的表面与放置柱的周侧壁平齐，电磁铁环用于吸附电磁块，放置柱底部设有弹性机构，弹性机构用于支撑放置柱；所述固定组件与架体连接，所述固定组件用于抵紧放置柱上方的叶片。

4、通过采用上述技术方案，对叶片进行打孔时，将叶片放置于多个放置柱上，轻微按压叶片，使得多个放置柱形成与叶片轮廓相同的放置形状，启动电磁铁环，电池铁环对位于电磁铁环内的电磁块进行吸附，从而对多个放置柱进行固定，随后使用固定组件对叶片顶部进行抵紧，将叶片固定在放置组件上后，使用激光打点机对叶片进行激光打孔，提高叶片在打孔时的稳定性。

5、可选的，多个所述电磁块沿放置柱的周侧壁均布设置。

6、通过采用上述技术方案，多个电磁块便于电磁铁环对放置柱进行定位。

7、可选的，所述放置板与放置箱可拆卸连接。

8、通过采用上述技术方案，需要使用直径较细的放置柱对叶片进行支撑时，放置板与放置箱可拆卸连接，便于更换能够放置较细直径的放置柱的放置板。

9、可选的，所述弹性机构包括伸缩杆和弹性件，伸缩杆一端与放置柱连接，另一端与放置箱连接，弹性件套设于放置柱周侧，弹性件的两端也分别与放置柱与放置箱连接。

10、通过采用上述技术方案按压叶片时，伸缩杆和弹性件随着叶片的表面轮廓进行下降，便于多个放置柱的顶部被按压后形成与叶片相同的轮廓，从而便于放置叶片。

11、可选的，所述伸缩杆靠近放置箱的一端与放置箱之间设有定位板，所述定位板上开设有与多个伸缩杆和弹性件相适配的定位孔，伸缩杆和弹性件均插接于定位孔内，所述固定板与放置箱可拆卸连接。

12、通过采用上述技术方案，更换具有不同直径的放置孔的放置板时，能够同时对定位板进行更换，从而便于固定不同直径的放置柱。

13、可选的，所述放置箱与架体滑动连接且滑动方向为升降滑动，所述放置箱底部设有第一升降组件，第一升降组件用于推动放置箱升降。

14、通过采用上述技术方案，启动第一升降组件，第一升降组件能够对放置箱与激光打点机之间的距离进行调整，便于放置不同大小的叶片进入放置组件的上方。

15、可选的，所述固定组件包括移动机构、抵紧件和抵紧块，所述移动机构与架体连接且位于放置柱上方，抵紧件与移动机构连接，抵紧块与抵紧件远离移动机构的一端连接，移动机构用于驱动抵紧件于放置柱上方横向移动和纵向移动，抵紧件用于带动抵紧块靠近或远离放置柱。

16、通过采用上述技术方案，移动机构对抵紧件进行横向移动和纵向移动，直至将抵紧件连同抵紧块移动至叶片需要固定的位置，启动抵紧件，抵紧件带动抵紧块与叶片的上表面进行抵接，对叶片进行固定。

17、可选的，所述放置柱顶面为球面。

18、通过采用上述技术方案，将放置柱的顶部设为球面，能够降低放置柱对叶片产生划损的可能性。

19、另一方面，本申请还提供一种适用于上述中一种冷却气膜孔的激光加工系统的加工方法。

20、一种冷却气膜孔的激光加工工艺，其加工方法如下：

21、s1、将叶片放置在放置柱顶部并轻微按压，使放置柱随叶片轮廓进行升降，多个放置柱形成与叶片表面贴合的放置轮廓；

22、s2、启动电磁铁环，电磁铁环与电磁块吸附，分别对放置柱进行固定，固定后解除对叶片的按压；

23、s3、使用固定组件对叶片进行抵紧；

24、s4、移动组件带动激光打点机对叶片进行激光打孔。

25、通过采用上述技术方案，按压叶片，使多个放置柱在弹性机构的支撑下形成与叶片表面贴合的放置轮廓，并且通过电磁铁环与电磁铁的固定方式对放置柱进行固定，使放置柱形成的放置轮廓能够对叶片进行放置，固定组件对叶片再次进行抵紧固定后，使用激光打点机对叶片进行激光打孔，以此提高叶片在激光打孔时的稳定性。

26、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

27、通过设置放置组件和固定组件，多个放置柱和与放置柱相适配的弹性机构，多个放置柱能够在放置板上升降滑动，随着操作人员轻微按压叶片，多个放置柱上能够形成放置轮廓，此时使用电磁铁环对电磁块进行吸附，达到固定放置柱的目的，将叶片放置于放置轮廓内，多个放置柱增加对叶片的承托力，提高叶片在放置组件上的稳定性，并且使用固定组件对叶片进行二次抵紧，进一步提高叶片装夹后的稳定性，从而提高叶片在打孔时的稳定性；通过将放置板设置为可拆卸的连接方式，便于对放置板进行更换，更换放置板时根据需要放置的叶片形状及材料等选择不同大小的直径的放置柱，直径越小的放置柱，形成的放置轮廓的支撑点越多，能够对叶片提供的支撑的稳定性越高。

技术特征：

1.一种冷却气膜孔的激光加工系统，包括架体（1）和设于架体（1）上的激光打点机（11），激光打点机（11）与架体（1）之间设有移动组件（2），移动组件（2）用于驱动激光打点机（11）沿架体（1）的同一水平面上横纵移动，其特征在于：所述架体（1）于激光打点机（11）下方设有放置组件（3），放置组件（3）与激光打点机（11）之间设有固定组件（4）；

2.根据权利要求1所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：多个所述电磁块（341）沿放置柱（34）的周侧壁均布设置。

3.根据权利要求2所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：所述放置板（33）与放置箱（31）可拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：所述弹性机构（5）包括伸缩杆（51）和弹性件（52），伸缩杆（51）一端与放置柱（34）连接，另一端与放置箱（31）连接，弹性件（52）套设于放置柱（34）周侧，弹性件（52）的两端也分别与放置柱（34）与放置箱（31）连接。

5.根据权利要求4所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：所述伸缩杆（51）靠近放置箱（31）的一端与放置箱（31）之间设有定位板（53），所述定位板（53）上开设有与多个伸缩杆（51）和弹性件（52）相适配的定位孔（531），伸缩杆（51）和弹性件（52）均插接于定位孔（531）内，所述固定板与放置箱（31）可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：所述放置箱（31）与架体（1）滑动连接且滑动方向为升降滑动，所述放置箱（31）底部设有第一升降组件（32），第一升降组件（32）用于推动放置箱（31）升降。

7.根据权利要求1所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：所述固定组件（4）包括移动机构（41）、抵紧件（42）和抵紧块（43），所述移动机构（41）与架体（1）连接且位于放置柱（34）上方，抵紧件（42）与移动机构（41）连接，抵紧块（43）与抵紧件（42）远离移动机构（41）的一端连接，移动机构（41）用于驱动抵紧件（42）于放置柱（34）上方横向移动和纵向移动，抵紧件（42）用于带动抵紧块（43）靠近或远离放置柱（34）。

8.根据权利要求1所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于：所述放置柱（34）顶面为球面。

9.一种冷却气膜孔的激光加工工艺，用于使用上述权利要求1-8中任一项所述的一种冷却气膜孔的激光加工系统，其特征在于，加工步骤如下：

技术总结
本申请涉及一种冷却气膜孔的激光加工系统及工艺，涉及激光打孔技术领域，该一种冷却气膜孔的激光加工系统包括架体和设于架体上的激光打点机，激光打点机与架体之间设有移动组件，架体于激光打点机下方设有放置组件，放置组件与激光打点机之间设有固定组件；放置组件包括放置箱、放置板和多个放置柱，放置板设于放置箱的开口处，放置板上竖向开设有多个放置孔，放置孔内均同轴设有电磁铁环，放置柱设于电磁铁环内且能够沿电磁铁环上下滑动，放置柱顶端用于放置叶片，放置柱上嵌设有多个电磁块，放置柱底部设有弹性机构，弹性机构用于支撑放置柱；固定组件用于抵紧放置柱上方的叶片。本申请具有提高叶片在打孔时的稳定性的效果。

技术研发人员：姜巍,王文强,黎国忠,陈龙
受保护的技术使用者：苏州思萃声光微纳技术研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15