[实用新型]整体叶盘单/双面激光冲击强化光路系统

说明书

技术领域

本实用新型属于整体叶盘激光冲击强化加工领域，具体涉及一种应用在航空发动机中的整体叶盘单/双面激光冲击强化光路系统。 

背景技术

叶片是航空发动机中能量转换的主要部件，同时也是最为核心和关键的零件之一，被誉为“心脏中的心脏”。20世纪80年代中期，为了减少航空发动机中的零件数量、减轻整体重量和提高发动机的气动效率、推重比及可靠性，在发动机设计中采用了超宽弦、弯掠叶片和窄流道等先进气动布局设计的整体叶盘结构。发动机叶片经常会由于高频疲劳而发生断裂，直接影响到发动机的使用安全性和寿命。盘片分离结构中遇到上述情况只需更换受损叶片，而由于整体叶盘的叶片不可拆卸，若因个别叶片受损而报废整个叶盘会带来极大的浪费，并且使得发动机的可维护性降低，因此整体叶盘的表面强化技术尤为重要。 

单个叶片的传统强化技术是喷丸强化，喷丸强化对表面不规则部件实施困难，容易引起薄壁件的变形，对表面粗糙度和尺寸可能产生影响。激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波，可在深度大于1mm的叶片表面产生压缩表面残余应力，提高叶片的抗损伤裕度及疲劳性能，与冷挤压、喷丸等金属材料表面强化手段相比，具有非接触、无热影响区、可控性强以及强化效果显著等突出优点。 

用于激光冲击强化的激光器主要是YAG激光器和钕玻璃激光器，YAG激光器的单脉冲能量大小有限，钕玻璃激光器的单脉冲能量虽然比较大，但重复频率较低，从而使得激光冲击强化的效率较低。本发明设计的单/双面激光冲击强化光路系统，通过光路快速切换、光斑形状快速选择，可以大大提高激光冲击强化的效率。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种整体叶盘单/双面冲击强化光路系统，该光路系统能够有效的实现航空发动机整体叶盘的单/双面冲击强化。本发明根据航空发动机整体叶盘的结构形式，针对航空发动 机的进气边、排气边、叶尖、叶背和叶盆等结构形式，以及叶片间距狭窄等特点，发明了可以自动和手动切换的四套光路，完全实现了叶片边缘激光冲击强化加工的需要。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的： 

一种整体叶盘单/双面激光冲击强化光路系统，该光路系统包括：安装在光学平台上的光路一与光路二切换滑台、光路三与光路四切换滑台以及出光口滑台；安装在激光器内部用于光路切换的数控滑台；安装在光学平台上的光路三转台和光路一转台；安装在光学平台上的光路三与光路四校验滑台和光路一与光路二校验滑台；安装在光学平台上的光路二反射镜、光路四反射镜、反射镜A和反射镜B；安装在光学平台上的光路一聚焦镜、光路三聚焦镜、光路二聚焦镜和光路四聚焦镜，安装在光学平台上的光路二匀光镜片和光路四匀光镜片，所述光路二聚焦镜和光路二匀光镜片组成光路二匀光聚焦镜组，所述光路四聚焦镜和光路四匀光镜片组成光路四匀光聚焦镜组；分别安装在光路一转台和光路三转台上的光路一摆臂和光路三摆臂；分别安装在光路一摆臂末端和光路三摆臂末端的光路一小反射镜和光路三小反射镜；分别安装在光路一与光路二切换滑台和光路三与光路四切换滑台上的光路一反射镜和光路三反射镜；安装在出光口滑台上的反射镜C和反射镜D；安装在数控滑台上的反射镜E；安装在激光器内部的合束镜；分别安装在光路三与光路四校验滑台和光路一与光路二校验滑台上的光路三与光路四校验能量计和光路一与光路二校验能量计；安装在光学平台上的防护板、防护罩和导光管。 

所述反射镜E在伺服电机的驱动下或手动旋转伺服电机后端的旋钮，能够在数控滑台上滑动；激光器上设置出光口A和出光口B；当反射镜E处在出光口A正前方时，激光束A经反射镜E反射至合束镜，再经合束镜反射出的激光与激光束B均由出光孔B输出；当反射镜E处在出光口A和出光口B之间的位置时，激光束A和激光束B分别从出光口A和出光口B输出。 

所述反射镜C和反射镜D在伺服电机的驱动下或手动旋转伺服电机后端的旋钮，能够同时在出光口滑台上滑动；A出光口和B出光孔同时出光时，当反射镜C和反射镜D分别正处于出光孔A和出光孔B的正后方时，A出光孔输出的激光经反射镜C的反射能够反射到反射镜C左方的反射镜A上，B出光孔输出的激光经反射镜D的反射能够反射到反射镜D右方的反射镜B上；只有B出光孔出光时，当反射镜C和反射镜D分别正处于出光孔A和出光孔B的后方时，B出光孔输出的激光经反射镜D的反射可以反射到反射镜D右方的 反射镜B上；只有B出光孔出光时，当只有反射镜C正处于出光孔B的后方时，B出光孔输出的激光经反射镜C的反射可以反射到反射镜C左方的反射镜A上。