圖2 流道葉型板零件示意

其次， 切割設(shè)備選用LASERDYNE-780型激光加工系統(tǒng)，X、Y、Z行程分別為826mm×686mm×686mm。伺服系統(tǒng)為5坐標(biāo)6軸聯(lián)動(dòng)全飛行光路，可在行程范圍內(nèi)進(jìn)行任意位置和角度連續(xù)運(yùn)動(dòng)，可保證多個(gè)空間運(yùn)動(dòng)的定位精度0.013mm。設(shè)備配置了高倍率同軸的監(jiān)視器，定位精度達(dá)0.0025mm。該系統(tǒng)配置的激光器為J K704型YAG激光器，平均功率235W，峰值功率20kW，脈沖頻率1～200Hz，脈沖寬度0.3～10ms。YAG激光器的波長為1.06μm，適合切割金屬材料。

采用高性能激光加工系統(tǒng)，保證了零件三維空間加工精度。選用600mm/mi n的切割速度、80Hz的脈沖頻率、0.4 ms的脈沖寬度、平均功率180W、JK704型YAG激光器特有的尖峰模式，產(chǎn)生的峰值功率可達(dá)10kW。高峰值功率、高切割速度和低平均功率保證了零件在激光切割過程中不產(chǎn)生溫升，零件無熱變形。結(jié)合高倍率同軸的監(jiān)視器的使用，從而保證了重熔層厚度<0.03mm的要求，加工后的葉型孔的輪廓精度和位置精度均<0.05mm，零件達(dá)到設(shè)計(jì)要求，已進(jìn)行批量生產(chǎn)。

（2）隔熱屏群孔激光精密切割 首先，隔熱屏呈錐形多環(huán)波，壁厚0.8~1.2mm，直徑和高度在1m左右，孔徑1~5mm，孔垂直于零件表面，數(shù)量2000~10萬個(gè)不等。該類零件一般采用鈑金成形和焊接工藝制造，熱處理后，殘留較大的變形，變形不易消除。零件自由狀態(tài)下圓度偏差達(dá)到100mm、波高偏差約3mm，波距偏差約5mm?？椎募庸な强字行木嗖ǚ宓奈恢镁取?.2mm。由于零件在自由狀態(tài)下偏差較大，孔的數(shù)量極多，一般的加工方法無法高效和質(zhì)量要求，所以需采用激光加工。要加工的孔徑>0.8mm，孔采用激光環(huán)切的方法加工。

在零件存在圓度大、波高、波距偏差的情況下保證孔位置度要求是該零件的難點(diǎn)。隔熱屏零件如圖3所示。

圖3 隔熱屏零件

其次，選用LASERDYNE-795型激光加工系統(tǒng)，X、Y、Z行程分別為2 000mm×1 000mm×1000mm。伺服系統(tǒng)為五座標(biāo)六軸聯(lián)動(dòng)全飛行光路，有X、Y、Z三個(gè)直線軸，C、D兩個(gè)擺動(dòng)軸和高精度立式轉(zhuǎn)盤，通過編程實(shí)現(xiàn)了孔垂直于零件表面的要求。該系統(tǒng)配置的激光器為CL50K型YAG激光器，平均功率200W，峰值功率50kW，極高的峰值功率保證了小孔的切割質(zhì)量。該設(shè)備有自動(dòng)聚焦、零件特征掃描、表面位置遠(yuǎn)程追蹤及追蹤方向設(shè)定等先進(jìn)功能，為較大偏差零件的高精度加工提供了技術(shù)條件。

通過零件特征掃描，測量出零件上多個(gè)波的每一波峰的實(shí)際位置，再用多功能加工程序運(yùn)算調(diào)整每一排的打孔位置，實(shí)現(xiàn)環(huán)狀波型件軸向高精度打孔。零件特征掃描如圖4所示。

圖4 零件特征掃描

零件上的孔是垂直于零件表面的，傳統(tǒng)的追蹤方法是沿著加工方向追蹤，會(huì)產(chǎn)生一定的高度偏差。利用定向追蹤表面技術(shù)，保證孔位置測量與加工的正確性。定向追蹤表面如圖5所示。通過應(yīng)用多個(gè)先進(jìn)功能保證了零件的要求，切孔完成的零件如圖6所示。