[发明专利]一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法

权利要求书

1.一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在机床工作台上安装用于固定叶片的夹具并找正；

步骤2、在金相试件上进行工艺试验，选择不同的工艺参数在试件上加工若干组气膜孔；

步骤3、对试件上的几组气膜孔进行金相检查，根据金相检测结果，选取加工气膜孔的工艺参数；

步骤4、叶片装夹，将高压涡轮导向叶片(20)装夹在夹具上并夹紧；

步骤5、加工气膜孔，将高压涡轮导向叶片(20)气膜孔按照位置，分为若干个部位进行加工，每个部位编制一个加工程序，然后调用不同的加工程序分别对高压涡轮导向叶片(20)的气膜孔进行加工；

步骤5中，涡轮叶片叶身上沿叶型方向分布有15排冷却气膜孔，每个加工程序的编制过程为：气膜孔理论坐标值由(X,Y,Z,C,D)表示，其中X,Y,Z为气膜孔的理论空间坐标值，C是气膜孔矢量投影到XOY平面的矢量与X轴的夹角，D是气膜孔矢量与Z轴的夹角；首先，从UG模型获得每个气膜孔的理论空间坐标值(X,Y,Z)；然后，编制打点程序，将气膜孔理论坐标值(X,Y,Z)输入到打点程序中，同时在1～3排气膜孔的坐标值中，输入C＝0°、D＝﹣180°；在4～9排气膜孔的坐标值中，输入D＝0°，C值按设计角度输入；在10～15排气膜孔的坐标值中，输入C＝﹣90°、D＝0°；根据加工程序中设置的点的坐标，用激光束在高压涡轮导向叶片(20)表面上打上点；然后通过手工点动完成加工程序的示教返录，在示教返录过程中，将空间角度C值和D值更新为设计图的气膜孔的角度值，然后使用设备CCD成像系统将激光束焦点位置移动到零件表面打的点上，并记录当前点的实际坐标值(X₁,Y₁,Z₁,C,D)，进而由这些当前点的实际坐标值(X₁,Y₁,Z₁,C,D)的坐标信息生成加工程序。

2.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，将位于高压涡轮导向叶片(20)叶身两侧的气膜孔分为两个部位进行加工。

3.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，在对涡轮导向叶片编制加工程序时，采用自动编程结合手工点动示教编程的方法。

4.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，用激光束在高压涡轮导向叶片(20)表面上打上点时，采用脉冲能量为0.25J-0.30J的激光束。

5.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5中，加工叶身气膜孔时，在高压涡轮导向叶片(20)内腔插入防护板，对叶片内壁进行防护。

6.根据权利要求5所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，防护板为聚四氟乙烯板。

7.根据权利要求6所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，聚四氟乙烯板的厚度为1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤3中，选取的加工气膜孔的工艺参数为：涡轮导向叶片叶身部位气膜孔孔深度为0.8mm-1.1mm；涡轮导向叶片的内缘板、外缘板上气膜孔孔深度为1.8mm-2.5mm。

9.根据权利要求1所述的一种高压涡轮导向叶片气膜孔激光加工方法，其特征在于，步骤5完成后，对高压涡轮导向叶片(20)表面和内腔吹砂，去除高压涡轮导向叶片内、外表面和气膜孔边缘的金属飞溅物。