[发明专利]一种航空发动机叶片气膜孔加工装置及工作方法

说明书

本发明涉及一种航空发动机叶片气膜孔加工装置及工作方法，包括工作箱，工作箱内设有装夹机构，装夹机构用于夹持工件，所述工件箱上部连接有内部空间与工作箱内部空间连通的罩体，所述罩体顶端连接有激光加工机构，所述激光加工机构能够产生激光射线，对工作箱内的工件进行激光加工，所述罩体与供液机构及酸气过滤机构连接，所述供液机构能够向工件箱内工件喷射酸性溶液，工作箱能够对酸性溶液进行收集，所述酸气过滤机构能够过滤加工过程中产生的酸性蒸汽，本发明的加工装置能有效去除重铸层，提高了气膜孔加工质量。

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种航空发动机叶片气膜孔加工装置及工作方法。

背景技术

航空发动机的叶片通常由镍基合金制成，能够在700℃以上的温度下工作，在较长时间内保持其机械和物理性能，特别是强度和耐腐蚀性。但由于低导热率、高韧性、强加工硬化、高耐磨碳化物颗粒的存在和形成边缘的强烈倾向，这些合金是非常难加工的。

由于发动机工作在这样极端的温度下，叶片必须在工作过程中进行冷却。叶片可以通过气膜孔进行冷却。气膜孔的作用是提供冷却气体流，覆盖叶片的轮廓，从而降低其工作温度。为了获得良好的冷却效率，在叶片表面上加工了具有不同角度和排列方式的许多孔。这些孔直径大小在0.2mm到0.8mm之间，属于小孔的范畴，并且具有复杂的空间角度，其加工质量和精度是影响涡轮叶片和航空发动机性能的关键因素。

目前，气膜孔的加工采用激光钻孔技术进行，发明人发现，激光加工过程中，孔内容易产生重铸层，严重影响了气膜孔的加工质量。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种航空发动机叶片气膜孔加工装置，能够有效去除激光加工气膜孔产生的重铸层，提高了气膜孔的加工质量。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种航空发动机叶片气膜孔加工装置，包括工作箱，工作箱内设有装夹机构，装夹机构用于夹持工件，所述工件箱上部连接有内部空间与工作箱内部空间连通的罩体，所述罩体顶端连接有激光加工机构，所述激光加工机构能够产生激光射线，对工作箱内的工件进行激光加工，所述罩体与供液机构及酸气过滤机构连接，所述供液机构能够向工件箱内工件喷射酸性溶液，工作箱能够对酸性溶液进行收集，所述酸气过滤机构能够过滤加工过程中产生的酸性蒸汽。

激光加工机构能够对工件进行激光钻孔，供液机构能够向工作箱内注入常温下不与工件发生化学反应的酸性溶液，钻孔完成后，激光能够加热钻孔区域的酸性溶液，酸性溶液与激光加工过程产生的重铸层产生化学反应，去除重铸层。

进一步的，所述供液机构包括用于盛放酸性溶液的储液箱，所述储液箱通过供液管路与罩体连接，供液管路端部设有伸入罩体内部的喷嘴，所述供液管路连接有驱动泵，所述驱动泵能够驱动储液箱内的酸性溶液进入工作箱。

进一步的，所述喷嘴与机械手连接，所述机械手用于调节喷嘴的位置。

进一步的，所述供液管路还连接有稳压罐，所述稳压罐用于保持溶液的输出压力。

进一步的，所述工作箱内设有隔板，所述隔板将工作箱内空间分为储液区及排液区，所述工件装夹机构位于储液区内部，所述隔板设有开口，所述开口处设有开关门，所述开关门能够控制储液区和排液区的导通和关闭，所述排液区通过回液管路与储液箱连接，排液区内的酸性溶液能够通过回液管路进入储液箱。

进一步的，所述酸气过滤机构包括用于盛放碱性溶液的酸气过滤箱，所述酸气过滤箱与吸风管的一端连接，吸风管的另一端与罩体连接，罩体内的酸性蒸汽能够通过吸风管进入酸气过滤箱，酸气过滤箱设有排气管，用于排出酸气过滤箱内的过滤后气体，所述吸风管连接有风机，所述风机能够驱动罩体内的酸性蒸汽进入酸气过滤池。

进一步的，所述激光加工机构包括激光器，所述激光器通过光纤与扫描振镜连接，所述扫描振镜与罩体顶端固定连接。