[发明专利]一种整体叶盘的激光冲击强化装置

说明书

本发明是一种整体叶盘的激光冲击强化装置，该装置通过激光冲击强化装置的轴套2、盖板8和中心螺钉9固定整体叶盘1，通过定位销7定位和螺钉6固定，确保装夹后的整体叶盘(1)的中轴线与工业机器人的法兰盘端面保持垂直，且与工业机器人的法兰盘保持同轴。为了减小工业机器人编程工作量，通过转动中部法兰盘10的方式，使第二个叶片转动到第一个叶片的位置，可重复调用第一个叶片的工业机器人运动程序，实现对第二个叶片和后续所有叶片的激光冲击强化，极大地减小了工作量和降低了程序的复杂程度。

技术领域

本发明是一种整体叶盘的激光冲击强化装置，属于零件表面处理技术领域。

背景技术

航空发动机压气机整体叶盘位于发动机前端，不仅受到受到高应力、高速等多重因素的共同作用，而且整体叶盘的叶片面临砂石、冰雹、鸟类等高速撞击，因而，整体叶盘面临较高的疲劳损伤失效风险。激光冲击强化是一种提高压气机整体叶盘的有效表面强化，利用激光诱导产生的等离子冲击波作用在材料表面的吸收层，使材料表面产生微观塑性变形，形成高幅值的残余压应力层和组织硬化层，从而提高整体叶盘的整体疲劳性能。美国等航空制造发达国家将激光冲击强化技术列为第四代发动机的关键技术，受到了广泛重视。

压气机整体叶盘均布10～50个叶片，每个叶片均需对叶身进行逐点激光冲击强化。在工艺实施过程中，激光出光口位置固定，由工业机器人抓举整体叶盘在空间中运动，实现激光光斑在叶身表面的逐点扫描。针对每一个叶片，现有工艺均进行工业机器人运动轨迹编程。编程工作不仅量大，而且难度高。因此，为了精简工艺，采用旋转工装的方法，扫描完第一个叶片后，使整体叶盘围绕中心轴旋转，将第二个叶片旋转至第一个叶片位置，再采用第一个叶片的程序扫描第二个叶片，依次类推，直至扫描完所有叶片。然而，在程序运行前，需要对第二个叶片进行对刀，目前常采用激光对准叶尖的方式，该方法由人眼判定位置，精度低，易造成后续激光扫描区域位置出现偏差；另外，在整体叶盘的安装或定位过程中，采用螺栓固定，常出现工装与整体叶盘不同轴的现象，造成后续叶片与第一个叶片位置不重合，也易造成后续激光扫描区域位置出现偏差；上述问题易造成整体叶盘的加工效率低、叶片变形严重、强化效果不佳等问题。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种整体叶盘的激光冲击强化装置，其目的是减小工业机器人运动轨迹编程量，提高叶片对刀精度，减少叶片变形，提高激光冲击强化效果和效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种整体叶盘的激光冲击强化装置包括一个轴套2，轴套2呈圆筒状，整体叶盘1的中心孔套装在轴套2的外圆柱面上，轴套2的中心为沿轴向的通孔，该通孔内插入并固定一连杆3的一端，该连杆3的另一端通过轴承5安装底座4的中心孔内，该底座4的底盘11固定在工业机器人的法兰盘上，该连杆3相对于底座4能够进行转动，该底座4的上部与位于连杆3中部的法兰盘10通过螺钉6固定连接，另外，在该底座4的上部与位于连杆3中部的法兰盘10之间还连接有定位销7，该定位销7的个数和连接位置对应于整体叶盘1上叶片的个数和位置，通过定位销7的定位作用使整体叶盘1上每一个叶片通过旋转连杆3并再固定后均可处于相对工业机器人的同一加工工位。

进一步，整体叶盘1的中心孔与轴套2的外圆柱面之间为呈间隙配合。

进一步，轴套2的中心孔与连杆3连接的右端为锥形孔，相应连杆3的连接端也是与之相应的锥形。

进一步，轴套2的中心孔的左端插装中心螺钉9，通过与连杆3的插入端连接将盖板8压紧在整体叶盘1的左端面上。整体叶盘1的右端面顶在轴套2外圆柱面上的台阶面上。

进一步，该底座4的上部与位于连杆3中部的法兰盘10通过均布的六个螺钉6固定连接。

进一步，位于连杆3中部的法兰盘10与连杆3为一体化结构。

进一步，装夹后的整体叶盘1的中轴线与工业机器人的法兰盘端面保持垂直，且与工业机器人的法兰盘保持同轴。