發(fā)布時(shí)間：2021-08-24 02:13

　　隨著科學(xué)技術(shù)以及現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步,微小孔結(jié)構(gòu)在航空制造業(yè)、軍工裝備、光電、儀器儀表、機(jī)械、化學(xué)纖維、自動(dòng)控制等尖端前沿領(lǐng)域中的應(yīng)用日趨廣泛,與此同時(shí)許多新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)也在不斷出現(xiàn)。本文針對(duì)帶有耐高溫陶瓷涂層材料微小孔加工技術(shù)的不足,進(jìn)行了激光-電解組合加工技術(shù)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(duì)電解加工及激光加工的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并分別進(jìn)行了單一方法試驗(yàn)和組合加工技術(shù)的試驗(yàn)與分析。首先針對(duì)高溫合金材料的微小孔電解加工分別進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),探究了加工電壓、占空比及重復(fù)頻率等參數(shù)對(duì)側(cè)面間隙及圓度等評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響規(guī)律,對(duì)電解加工參數(shù)進(jìn)行了影響程度對(duì)比分析及優(yōu)化,并通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合選擇,得到了優(yōu)化的加工參數(shù);然后針對(duì)陶瓷片的微小孔激光加工分別進(jìn)行了單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),探究了功率因子、掃描速度及重復(fù)頻率等參數(shù)對(duì)側(cè)面間隙及圓度等評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響規(guī)律,對(duì)激光加工參數(shù)進(jìn)行了影響程度對(duì)比分析及優(yōu)化,并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(jìn)行陶瓷涂層噴涂,應(yīng)用上述選擇出的優(yōu)... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動(dòng)機(jī)及葉片冷卻

沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-2-使用壽命[9]。目前，氣膜冷卻技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件。葉片冷卻孔和發(fā)動(dòng)機(jī)如圖1.1所示。（a）（b）圖1.1發(fā)動(dòng)機(jī)及葉片冷卻孔圖Fig.1.1engineandbladecoolingholediagram高溫鎳基合金被廣泛應(yīng)用在航空制造業(yè)，因其具有的耐高溫、抗疲勞性強(qiáng)、良好的抗氧化腐蝕能力和較高的強(qiáng)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(shù)和冷卻孔技術(shù)相結(jié)合，在覆蓋陶瓷涂層材料的葉片上進(jìn)行冷卻孔的加工[10-11]。冷卻孔技術(shù)因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、數(shù)量眾多，空間的分布角度復(fù)雜等因素，已成為葉片制造的核心技術(shù)。冷卻孔的位置分布和幾何形狀對(duì)冷卻效率有較大的影響，冷卻孔結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果顯著，因此被普遍應(yīng)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(dòng)機(jī)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(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)所需冷卻

沈陽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-4-命[18]。除此之外，導(dǎo)孔以及鉆套的應(yīng)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(duì)刀具結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、對(duì)刀具的生產(chǎn)制造工藝進(jìn)行改進(jìn)都能夠有效地提高鉆頭的質(zhì)量及使用壽命。1.2.1.2機(jī)械沖孔沖孔也是一種常見的微小孔加工方法，主要應(yīng)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(diǎn)：1.較高的生產(chǎn)效率，適宜進(jìn)行大批量的生產(chǎn)；2.加工過程穩(wěn)定，設(shè)備凸模磨損程度��；3.需要設(shè)計(jì)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(duì)于沖孔技術(shù)的提高和改進(jìn)大多集中在提高沖孔設(shè)備上凸模的強(qiáng)度以及對(duì)它的方向引導(dǎo)和保護(hù)工作上[19]。1.2.2特種加工技術(shù)1.2.2.1電火花加工技術(shù)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(zhì)中完成對(duì)工件加工的技術(shù)。具有許多突出優(yōu)點(diǎn)，如加工時(shí)工件與電極沒有直接接觸，不產(chǎn)生機(jī)械作用力，對(duì)電極剛度和強(qiáng)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(shù)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(diǎn)。第一，加工時(shí)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(jìn)一步增加，其造成的結(jié)果不僅大大降低了冷卻孔的生產(chǎn)效率，同時(shí)也無法保證冷卻孔的加工質(zhì)量。第二，只能對(duì)導(dǎo)電性能良好的材料進(jìn)行加工，無法加工采用了熱障涂層技術(shù)的葉片。熱障涂層是一種熱防護(hù)系統(tǒng)，其陶瓷涂層的主要成分是


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