技术特征：
1.一种在涡轮叶片中加工气膜孔的方法，其特征在于，所述方法包括：根据构成所述气膜孔的渐扩出口的圆锥状部分的轮廓形状获取所述圆锥状部分的圆锥中心线；根据构成所述气膜孔的入口的圆柱状部分的轮廓形状获取所述圆柱状部分的圆柱中心线；发射与所述圆锥中心线和所述圆柱中心线中的一者重合的激光束，以逐层去除所述涡轮叶片中的第一区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第一区域对应于与所述一者相关联的第一气膜孔部分；使所述激光束偏转成与所述圆锥中心线和所述圆柱中心线中的另一者重合，以逐层去除所述涡轮叶片中的第二区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第二区域对应于与所述另一者相关联的第二气膜孔部分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据使所述气膜孔的出口渐扩的圆锥状部分的轮廓形状获取所述圆锥状部分的圆锥中心线，包括：使多个平面与所述圆锥状部分相交成使得所述多个平面与所述圆锥状部分的周向面之间的相应的多个相交线都为圆形，以将所述多个相交线作为所述圆锥状部分的相应的多个圆形周缘；根据构成所述多个圆形周缘的点的坐标获取所述多个圆形周缘的相应的多个圆心；将连接所述多个圆心的连接线作为所述圆锥中心线，并且，所述根据所述气膜孔中除所述圆锥状部分以外的圆柱状部分的轮廓形状获取所述圆柱状部分的圆柱中心线，包括：使多个平面与所述圆柱状部分相交成使得所述多个平面与所述圆柱状部分的周向面之间的相应的多个相交线都为圆形，以将所述多个相交线作为所述圆柱状部分的相应的多个圆形周缘；根据构成所述多个圆形周缘的点的坐标获取所述多个圆形周缘的相应的多个圆心；将连接所述多个圆心的连接线作为所述圆柱中心线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光束从与所述一者重合偏转至与所述另一者重合通过至少两个分步偏转完成，并且所述激光束在除最后一步偏转以外的每步偏转后都逐层去除所述涡轮叶片中的第三区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第三区域对应于将所述第一气膜孔部分和所述第二气膜孔部分连接的第三气膜孔部分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述圆锥中心线与在所述圆锥中心线与所述涡轮叶片之间的交点处与所述涡轮叶片相切的切平面之间的夹角介于40
°
至60
°
之间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光束为旋切扫描的激光束，并且对于去除所述第一区域中的单层材料，所述激光束以所述圆锥中心线为扫描起点并且通过单次旋切扫描完成，对于去除所述第二区域中的单层材料，所述激光束以所述圆柱中心线为扫描起点并且通过单次旋切扫描完成。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述激光束为飞秒激光束或者皮秒激光束。7.一种在涡轮叶片中加工气膜孔的系统，其特征在于，所述系统包括：
圆锥中心线获取单元，所述圆锥中心线获取单元配置成根据构成所述气膜孔的渐扩出口的圆锥状部分的轮廓形状获取所述圆锥状部分的圆锥中心线；圆柱中心线获取单元，所述圆柱中心线获取单元配置成根据构成所述气膜孔的入口的圆柱状部分的轮廓形状获取所述圆柱状部分的圆柱中心线；激光加工单元，所述激光加工单元配置成发射与所述圆锥中心线和所述圆柱中心线中的一者重合的激光束，以逐层去除所述涡轮叶片中的第一区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第一区域对应于与所述一者相关联的第一气膜孔部分；偏转单元，所述偏转单元配置成使所述激光束偏转成与所述圆锥中心线和所述圆柱中心线中的另一者重合，以逐层去除所述涡轮叶片中的第二区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第二区域对应于与所述另一者相关联的第二气膜孔部分。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述偏转单元还配置成使得所述激光束从与所述一者重合偏转至与所述另一者重合通过至少两个分步偏转完成，并且所述激光加工单元还配置成使得所述激光束在除最后一步偏转以外的每步偏转后都逐层去除所述涡轮叶片中的第三区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第三区域对应于将所述第一气膜孔部分和所述第二气膜孔部分连接的第三气膜孔部分。9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述圆锥中心线获取单元包括：圆锥周缘构建部分，所述圆锥周缘构建部分配置成使多个平面与所述圆锥状部分相交成使得所述多个平面与所述圆锥状部分的周向面之间的相应的多个相交线都为圆形，以将所述多个相交线作为所述圆锥状部分的相应的多个圆形周缘；圆锥圆心获取部分，所述圆锥圆心获取部分配置成根据构成所述多个圆形周缘的点的坐标获取所述多个圆形周缘的相应的多个圆心；圆锥中心线构建部分，所述圆锥中心线构建部分配置成将连接所述多个圆心的连接线作为所述圆锥中心线，并且，所述圆柱中心线获取单元包括：圆柱周缘构建部分，所述圆柱周缘构建部分配置成使多个平面与所述圆柱状部分相交成使得所述多个平面与所述圆柱状部分的周向面之间的相应的多个相交线都为圆形，以将所述多个相交线作为所述圆柱状部分的相应的多个圆形周缘；圆柱圆心获取部分，所述圆柱圆心获取部分配置成根据构成所述多个圆形周缘的点的坐标获取所述多个圆形周缘的相应的多个圆心；圆柱中心线构建部分，所述圆柱中心线构建部分配置成将连接所述多个圆心的连接线作为所述圆柱中心线。10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述激光加工单元发射旋切扫描的激光束，并且对于去除所述第一区域中的单层材料，所述激光束以所述圆锥中心线为扫描起点并且通过单次旋切扫描完成，对于去除所述第二区域中的单层材料，所述激光束以所述圆柱中心线为扫描起点并且通过单次旋切扫描完成。
技术总结
本发明实施例公开了一种在涡轮叶片中加工气膜孔的方法和系统，该方法包括：根据构成所述气膜孔的渐扩出口的圆锥状部分的轮廓形状获取所述圆锥状部分的圆锥中心线；根据构成所述气膜孔的入口的圆柱状部分的轮廓形状获取所述圆柱状部分的圆柱中心线；发射与所述圆锥中心线和所述圆柱中心线中的一者重合的激光束，以逐层去除所述涡轮叶片中的第一区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第一区域对应于与所述一者相关联的第一气膜孔部分；使所述激光束偏转成与所述圆锥中心线和所述圆柱中心线中的另一者重合，以逐层去除所述涡轮叶片中的第二区域的与所述激光束垂直的材料层，所述第二区域对应于与所述另一者相关联的第二气膜孔部分。气膜孔部分。气膜孔部分。
技术研发人员：张鹏 吕广明 麻丁龙 田东坡
受保护的技术使用者：西安中科微精光子科技股份有限公司
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/3/7