[发明专利]一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法

权利要求书

1.一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法，其特征在于：调整激光光束，产生具有时间延时的垂直偏振飞秒激光双脉冲，用于在涡轮叶片上加工出气膜孔。

2.如权利要求1所述的一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法，其特征在于：产生具有时间延时的垂直偏振飞秒激光双脉冲的方法为：在加工光路中加入飞秒激光时域整形装置，以产生两个偏振相互垂直的子脉冲。

3.如权利要求1所述的一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法，其特征在于：所述双脉冲的能量比为1:1。

4.如权利要求1所述的一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法，其特征在于：所述时间延时范围为0.2ps-20ps。

5.如权利要求1所述的一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法，其特征在于：加工气膜孔的方法为：将垂直偏振飞秒双脉冲序列通过平凸透镜聚焦在工件表面，进行微孔加工；根据孔径及孔深需求，通调整六轴平移台，实现扫描旋切路径；通过同轴成像系统实时观测加工过程；通过同轴吹气系统排出微孔加工产生的碎屑。

6.如权利要求2所述的一种精准加工涡轮叶片气膜孔的方法，其特征在于：所述飞秒激光时域整形装置包括：YVO4晶体、迈克尔逊干涉仪和光学4f系统。

7.实现如权利要求1至6任意一项所述方法的装置，其特征在于：包括：飞秒激光器、第一反射镜、第二反射镜、YVO4晶体、第三反射镜、第四反射镜、衰减片、光快门、二向色镜、分束镜、滤光片、变焦镜头、CCD相机、平凸透镜、同轴吹气头、六轴平移台和空气压缩机；飞秒激光器发射出的激光经过第一反射镜、第二反射镜、YVO4晶体、第三反射镜、第四反射镜、衰减片、光快门、二向色镜后，经由平凸透镜聚焦后作用在样品表面进行气膜孔加工。

8.如权利要求7所述装置，其特征在于：所述YVO4晶体光轴方向与光束偏振方向之间保持45°夹角，确保两个子脉冲的能量比保持1:1。

9.如权利要求7所述装置，其特征在于：加工气膜孔时的飞秒激光的参数如下：激光脉宽为210fs-630fs，功率为0.1-30W，波长为515nm或1030nm，重复频率为1-200kHz；吹气系统压强范围：0.1-0.6MPa；采用扫描旋切方式进行打孔，在控制系统中预设六轴平移台的扫描路径为同心圆环逐层扫描，设置扫描速度为0.1mm/s-2mm/s，设置直径范围为0.25-1.4mm，设置扫描10-100圈绘制一层完整的旋切路径；根据实际加工测试，确定不同工艺参数下每层旋切路径材料去除量，确定单层进给量0.01-0.8mm；依据待加工工件厚度，确定扫描层数10-200层；每个气膜孔根据加工直径与加工深度，确定工艺参数，从而实现气膜孔的制备。