[实用新型]一种磨料水射流与电火花穿孔组合加工机床

说明书

一种磨料水射流与电火花穿孔组合加工机床，用于带热障涂层涡轮叶片气膜孔加工的，其特征是所述的机床包括数控系统、电火花供液系统、磨料水射流供液系统、电火花主轴、磨料水射流主轴、电火花穿孔加工头、磨料水射流加工头、XY平移工作台、2个回转台。所述的XY平移工作台上固定有上述2个回转台，每个回转台上固定有2个夹具；所述机床可以对回转台上的2个工件同时进行电火花穿孔加工与磨料水射流去除热障涂层加工。通过控制回转台的旋转，实现磨料水射流加工与电火花穿孔加工的切换；通过移动工作台，实现回转台在加工工位与准备工位之间切换。本实用新型可以有效提高带热障涂层涡轮叶片气膜孔的加工效率。

技术领域

本实用新型涉及一种用于带热障涂层涡轮叶片气膜孔加工的组合加工机床及其加工方法，尤其是一种用于带热障涂层涡轮叶片气膜孔加工的双主轴、双回转台、三工位组合加工机床及其加工方法，具体说是一种用于带热障涂层涡轮叶片气膜孔加工的磨料水射流与电火花穿孔组合加工机床。

背景技术

电火花穿孔加工是高温合金涡轮叶片气膜冷却孔加工的一种成熟技术，加工孔型质量好、加工效率高。对于表面涂覆了热障涂层的高温合金涡轮叶片，由于热障涂层导电性差，导致带热障涂层涡轮叶片气膜孔的加工成为航空发动机制造中的一个难题。针对此难题，文献“电加工与模具，2020年第4期，《热障涂层冲蚀后的电火花制孔试验研究》，作者高长水，谢天海，赵凯，刘壮”提出了磨料冲蚀-电火花穿孔组合加工技术：首先利用磨料水射流去除工件表面的热障涂层，暴露出金属基体，形成热障涂层孔型，然后再将电火花穿孔电极沿着热障涂层孔型轴线进给，利用电火花加工进行制孔。显然，上述技术方案需要对每个气膜孔孔位依次进行磨料水射流冲蚀加工及电火花穿孔加工，增加了总体的加工时长，降低了加工效率。比如，若一个带热障涂层涡轮叶片上需要加工出100个气膜孔，每个气膜孔的热障涂层孔型需要1分钟的磨料水射流加工时长，则全部气膜孔加工时间将增加100分钟。有鉴于此，本实用新型提出一种双主轴、双回转台、三工位的磨料水射流及电火花穿孔组合加工机床方案：一个主轴为磨料水射流加工轴，另一个主轴为电火花穿孔加工轴；每个回转台上装夹两个工件，两个主轴同时对这两个工件进行磨料水射流加工和电火花穿孔加工，加工完成后回转台可以将两个工件在磨料水射流加工工位与电火花穿孔加工工位之间进行交换；三个工位中的一个工位为加工工位，另两个工位为准备工位，在加工工位进行零件加工时，准备工位可以完成零件的装夹。本实用新型可以显著提高带热障涂层涡轮叶片气膜孔的磨料水射流-电火花穿孔组合加工效率，自动化程度高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的带热障涂层涡轮叶片气膜孔的磨料水射流与电火花穿孔组合加工效率较低的问题，设计一种双主轴、双回转台、三工位的磨料水射流-电火花穿孔组合加工机床。本实用新型利用磨料水射流主轴与电火花穿孔主轴同时对所对应的工件进行加工，从而实现热障涂层孔型加工和金属基体电火花穿孔加工的同时进行；待这两种工艺加工完成后，通过数控系统控制旋转回转台，实现2个工件在磨料水射流与电火花穿孔加工位置之间的交换；通过数控系统控制XY平移工作台的平移，实现两个回转台在加工工位与准备工位之间交换，工件的装夹过程不影响组合加工过程。本实用新型可以有效提高带热障涂层涡轮叶片气膜孔的磨料水射流与电火花组合加工效率。

本实用新型的技术方案是：

一种磨料水射流与电火花穿孔组合加工机床，用于带热障涂层涡轮叶片气膜孔加工，其特征在于它包括机床本体1、数控系统2、电火花主轴3、磨料水射流主轴4、电火花穿孔加工头5、磨料水射流加工头6、XY平移工作台7、电火花穿孔供液系统8、磨料水射流供液系统9、第一回转台10、第二回转台11；电火花主轴3和磨料水射流主轴4安装于机床本体1上，电火花穿孔加工头5安装于电火花主轴3上，磨料水射流加工头6安装于磨料水射流主轴4上。电火花穿孔加工头5与磨料水射流加工头6的加工轴线均垂直于XY平移工作台7。所述第一回转台10、第二回转台11均放置在XY平移工作台7上。电火花穿孔供液系统8通过输液管路与电火花穿孔加工头5相连接，磨料水射流供液系统9通过输液管路与磨料水射流加工头6相连接。