[发明专利]利用激光在复杂型腔零件中加工制孔方法及填充清理装置

说明书

本发明涉及一种激光加工制孔方法，尤其涉及一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔方法及填充清理装置，首先采用粘性系数随温度变化较大的流体作为颗粒物的载体，颗粒物和流体均匀混合为悬浊液后，将悬浊液送入到待加工零件腔体中；控制待加工零件的温度，保证悬浊液在待加工零件的复杂腔体内流畅输送；其次对填充好的零件进行激光加工制孔；最后将待清理零件置于不同水温的流水水槽中，调整水槽中的水流流速和方向，通过若干次的水流的冲刷将颗粒物及粘性载体从零件腔体中清理干净。有效的解决激光加工复杂腔体结构零件通孔类特征时产生的对面壁损伤问题。

技术领域

本发明涉及一种激光加工制孔方法，尤其涉及采用激光加工具有复杂腔体结构零件的通孔、通槽类特征的方法，特别涉及一种对喷油嘴、叶片等中小型零件复杂腔体进行加工的方法及涉及的辅助装置。

背景技术

激光制孔技术是汽车油嘴喷孔、叶片气膜孔等中小型复杂腔体结构零件通孔类特征加工的最新技术手段，然而对于此类复杂腔体零件由于小孔加工到最后阶段激光束会不可避免损伤到所制孔的对面壁。该技术瓶颈导致激光在具有复杂腔体的中小型工件上加工微孔的技术发展滞后，目前国内外均无成熟的技术手段突破该技术瓶颈。

目前采用的一种方法是在孔打穿的瞬间关闭激光，然而这种方法只能弱化而无法消除损伤。采用高损伤阈值颗粒物填充至腔体中阻挡激光从而防止对面壁损伤一种有效的方法。高损伤阈值颗粒物填充解决简单结构激光制孔对面壁损伤的方法在汽车油嘴喷孔的加工中有相关应用，其方法是通过人工填粉，无需针对复杂流道完成填充。然而具有复杂腔体的工件如叶片内部腔体结构复杂且多个腔体联通，大多却只能从一个入口进行多个腔体的填充，简单填粉很难将所有内腔填充密实，甚至弯道无法填充。

因此，目前亟需一种利用激光在小型零件复杂结构腔体中加工制孔的方法，能够在激光加工过程中避免内壁面损伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔方法及填充与清理装置，有效的解决激光加工复杂腔体结构零件通孔类特征时产生的对面壁损伤问题。

本发明的技术解决方案是提供一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔方法，包括以下步骤：

步骤一：填充具有复杂腔体的待加工零件

采用粘性系数随温度变化较大的流体作为颗粒物的载体，颗粒物和流体均匀混合为悬浊液后，将悬浊液送入到待加工零件腔体中；控制待加工零件的温度，保证悬浊液在待加工零件的复杂腔体内流畅输送；

步骤二：对步骤一中填充好的零件进行激光加工制孔；

步骤三：对步骤二中加工好的零件进行清理

将待清理零件置于不同水温的流水水槽中，调整水槽中的水流流速和方向，通过若干次的水流的冲刷将颗粒物及粘性载体从零件腔体中清理干净。

优选的，上述流体为蜂蜜或蔗糖溶液，使得加工过程成本较低，并且不会造成环境污染，对激光加工过程也不会产生影响。

优选的，上述颗粒物为AL2O3或SIO2。

本发明还提供一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的填充装置，其特殊之处在于：包括工控机、悬浊液混合器、悬浊液压力机及控温箱；

上述工控机与悬浊液混合器、悬浊液压力机及控温箱连接，用于控制悬浊液混合器、悬浊液压力机及控温箱的工作；

上述悬浊液混合器的出口端通过悬浊液输送管与悬浊液压力机的入口端连接，上述悬浊液压力机的出口端通过悬浊液输送管与待填充零件的内腔连通，上述待填充零件位于控温箱内；

上述悬浊液混合器用于将粘性载体和颗粒物混合成均匀的悬浊液并输送至悬浊液压力机中；