隨著科學技術以及現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展進步,微小孔結構在航空制造業(yè)、軍工裝備、光電、儀器儀表、機械、化學纖維、自動控制等尖端前沿領域中的應用日趨廣泛,與此同時許多新技術、新材料、新結構也在不斷出現(xiàn)。本文針對帶有耐高溫陶瓷涂層材料微小孔加工技術的不足,進行了激光-電解組合加工技術的初步探索研究。首先利用激光在指定位置去除陶瓷涂層,然后在相同的位置電解加工,以滿足加工要求。文中對電解加工及激光加工的基礎理論進行了詳細介紹,并分別進行了單一方法試驗和組合加工技術的試驗與分析。首先針對高溫合金材料的微小孔電解加工分別進行了單因素試驗和正交試驗,探究了加工電壓、占空比及重復頻率等參數(shù)對側面間隙及圓度等評價指標的影響規(guī)律,對電解加工參數(shù)進行了影響程度對比分析及優(yōu)化,并通過對試驗結果進行綜合選擇,得到了優(yōu)化的加工參數(shù);然后針對陶瓷片的微小孔激光加工分別進行了單因素試驗和正交試驗,探究了功率因子、掃描速度及重復頻率等參數(shù)對側面間隙及圓度等評價指標的影響規(guī)律,對激光加工參數(shù)進行了影響程度對比分析及優(yōu)化,并對試驗結果進行了綜合選擇,得到了優(yōu)化的加工參數(shù);最后,將高溫合金材料進行陶瓷涂層噴涂,應用上述選擇出的優(yōu)... 

【文章來源】：沈陽理工大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動機及葉片冷卻

沈陽理工大學碩士學位論文-2-使用壽命[9]。目前，氣膜冷卻技術廣泛應用于航空發(fā)動機高溫部件。葉片冷卻孔和發(fā)動機如圖1.1所示。（a）（b）圖1.1發(fā)動機及葉片冷卻孔圖Fig.1.1engineandbladecoolingholediagram高溫鎳基合金被廣泛應用在航空制造業(yè)，因其具有的耐高溫、抗疲勞性強、良好的抗氧化腐蝕能力和較高的強度等優(yōu)異性能，成為葉片制作的重要材料。近年來為了延長葉片的使用壽命，一方面在逐步研制新型的單晶合金材料和高溫合金材料，另一方面就是將熱障涂層技術和冷卻孔技術相結合，在覆蓋陶瓷涂層材料的葉片上進行冷卻孔的加工[10-11]。冷卻孔技術因其結構特點、數(shù)量眾多，空間的分布角度復雜等因素，已成為葉片制造的核心技術。冷卻孔的位置分布和幾何形狀對冷卻效率有較大的影響，冷卻孔結構主要包括：開槽式、斜圓柱式、月牙式和簸箕式等，斜圓柱式因結構簡單，冷卻效果顯著，因此被普遍應用[12]。帶陶瓷涂層葉片冷卻孔如圖1.2所示。圖1.2帶陶瓷涂層葉片冷卻孔Fig.1.2coolingholesofbladeswithceramiccoating通常情況下，航空發(fā)動機高溫零部件如葉片、燃燒室、葉柵及密封環(huán)上都存在大量的冷卻孔，不同零部件冷卻孔的數(shù)量范圍變化較大，單臺發(fā)動機所需冷卻

沈陽理工大學碩士學位論文-4-命[18]。除此之外，導孔以及鉆套的應用，也可以有效的防止鉆頭在鉆削過程中發(fā)生斷裂。在加工刀具方面，研發(fā)新型的刀具材料、對刀具結構進行重新設計、對刀具的生產(chǎn)制造工藝進行改進都能夠有效地提高鉆頭的質量及使用壽命。1.2.1.2機械沖孔沖孔也是一種常見的微小孔加工方法，主要應用于薄板類部件如儀器儀表、手表等行業(yè)。沖孔加工有著以下特點：1.較高的生產(chǎn)效率，適宜進行大批量的生產(chǎn)；2.加工過程穩(wěn)定，設備凸模磨損程度小；3.需要設計和制造專用的凹模及凸模，需要較大的投資成本以及較長的生產(chǎn)周期。人們對于沖孔技術的提高和改進大多集中在提高沖孔設備上凸模的強度以及對它的方向引導和保護工作上[19]。1.2.2特種加工技術1.2.2.1電火花加工技術電火花加工是指利用工件電極與工具電極之間的脈沖放電作用，在一定介質中完成對工件加工的技術。具有許多突出優(yōu)點，如加工時工件與電極沒有直接接觸，不產(chǎn)生機械作用力，對電極剛度和強度無特殊要求、可以加工任何硬度的材料、能夠加工形狀多樣的微小孔等，因此成為葉片冷卻孔的主要加工技術之一[20]。電火花加工原理示意圖如圖1.3所示。圖1.3電火花加工原理示意圖Fig.1.3SchematicDiagramofEDMPrinciple然而，電火花加工微小孔同樣有著許多缺點。第一，加工時工具電極將發(fā)生損耗，孔徑變小使得工作液循環(huán)困難、電解產(chǎn)物排出不便，工具電極的損耗程度進一步增加，其造成的結果不僅大大降低了冷卻孔的生產(chǎn)效率，同時也無法保證冷卻孔的加工質量。第二，只能對導電性能良好的材料進行加工，無法加工采用了熱障涂層技術的葉片。熱障涂層是一種熱防護系統(tǒng)，其陶瓷涂層的主要成分是


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