用于在工件中钻至少一个孔的方法技术

公开了用于在工件中钻至少一个孔的方法。本方法用于通过由液体形成的加工射流在工件（12）的前壁部中钻至少一个孔，按需要将研磨材料混合到该加工射流。如在钻孔方向上观看所看到的，前壁部位于工件的后壁部的前面，后壁部被设置在距前壁部一定距离处且与前壁部有中间空间。至少部分地通过以脉冲方式冲击前壁部的加工射流来钻孔。通过循环地中断液体和/或研磨材料对前壁部的冲击来生成该脉冲射流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
在工件中钻孔是困难的，尤其是在工件具有被布置成以一个在另一个后方的方式偏移的一个或更多个空腔或通常来说壁部的情况下。例如，如在钻孔方向上观看所看到的后壁部妨碍在前壁部中钻孔。此外，当在前壁部中进行穿透时，必须采取防止对该壁部的损坏的措施。例如，这样难以钻孔的工件以涡轮叶片的形式存在，其中为了冷却要设置多个孔。已知通过激光或放电加工来在这种工件中钻孔(例如参见US7，041，933B1)。这些方法具有由于产生热而发生材料烧蚀的缺点，这会导致对敏感层的不期望的损坏。放电加工还具有这样的缺点，其只能用于导电的工件。已知的替代方案是使用液体加工射流来钻孔的方案。这种类型的加工具有下述优点，即钻孔期间没有产生热并且也可以加工非导电的工件。根据EP1408196A2已知，将在钻孔期间加工射流从其射出的加工头引入工件的空腔中并且从内到外钻孔。此方法具有下述缺点，即其只能用于特殊几何形状的工件和孔。例如，当空腔不可接近加工头和/或钻孔方向被定向成垂直于工件表面时，钻孔尤其是不可能的。根据US4，955，164，用于借助于持续地作用于工件上的研磨射流来钻孔的方法是公知的。因此，当射流穿透工件时难以精确地停止射流的影响。W092/13679A1公开了一种方法，其中超声波发生器用于在由纯净水形成的加工射流中产生空化泡。所公开的方法不适于以使得防止不期望的损坏的方式在工件中钻孔。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于通过液体加工射流而在具有以一个在另一个后方的方式设置的壁部的工件中钻至少一个孔的方法，其中该方法可以用于各种工件几何形状并且基本上防止了不期望的壁损坏。在权利要求1中提供了实现该目的的方法。其余的权利要求提供了该方法的优选实施方式、可以进行该方法的加工设备、计算机程序以及数据载体。在根据权利要求1的方法中，至少部分地通过以脉冲方式冲击前壁部的加工射流来钻孔。这允许节约地进行钻孔。如果通过脉冲加工射流进行穿透，则可以以及时的方式终止钻孔，并且可以基本避免对在钻孔方向上观看所看到的被布置在钻孔壁部后方的壁部的损坏。此外，从工件的外侧指向内侧的钻孔方向是可以的，以使得该方法可以用于各种工件几何形状和钻孔方向。优选地，至少部分地通过使用液体和研磨材料钻孔来产生孔。为了进一步减少壁损坏的风险，优选地使用自由流动的保护剂来填充工件和/或将传感器装置用于检测加工射流穿透前壁部的时间。下文将参照附图、基于示例性实施方式来描述本专利技术。【附图说明】在附图中:图1是用于钻孔的设备的透视图；图2是图1的局部剖切的详细视图；图3是图2的详细视图；图4示出了用于根据图1的设备的馈送装置的一个变型的局部剖切正视图；图5是可以在根据图1的设备中使用的分支部件的侧视图；图6示出了作为工件的涡轮叶片的一个示例的剖面图；图7示出了在根据图1的设备中使用的、传感器的不同处理参数和不同测量信号的时序进展；以及图8示出了用于钻孔的方法的流程的一个示例。【具体实施方式】图1示出了一种用于对工件进行加工的设备，其包括加工装置1、操作装置2、控制柜3和泵装置4。加工装置I包括在操作期间加工射流(machining jet)从其射出的加工头10、以及用于对工件12进行保持的保持装置11。在本示例性实施方式中，加工装置I被配置成生成由包含研磨材料或者不包含研磨材料的液体制成的加工射流。例如，水适于作为该液体，并且例如研磨材料是砂。其他介质也可以作为该液体,例如油。此外,可想到向该液体添加一种或更多种添加剂，例如聚合物，以改善加工射流的效能。加工装置I还包括盆lb，盆Ib由壁Ia定界，保持装置11连同工件12 —起被设置在盆Ib中，并且加工头10伸出到盆Ib中。操作装置2包括用于输出和/或输入信息的单元，例如键盘、监视器和/或指向装置。控制柜3包括控制器，该控制器包括用于数据处理和用于生成用于操作加工装置I的控制信号的装置。控制器装配有程序，在执行该程序期间可以进行下文描述的用于在工件12中钻孔的方法。例如，以CNC控制器的形式来设计控制器。泵装置4被配置成在高压下将液体(例如水或另外的介质)引导到加工头10。可以在多个轴上移动加工头10，在本示例性实施方式中，其是5个轴。为此目的，加工头10包括桥13，可以在Y轴上移动桥13，并且承载体15设置在桥13上。例如，设置在壁Ia上的轨14用于移置桥13。承载体15携带加工头10，并且承载体15可以沿着桥13在X轴上并且因此相对于Y轴横向地被移置。如图2中的详细视图所示，以下述方式将加工头10保持在承载体上:该方式使得可以在Z轴上并且因此相对于X轴横向地移置加工头10。还关于两个旋转轴B和C可旋转地安装加工头10。这里，旋转轴C在Z轴方向上延伸。关于彼此成一定角度地设置两个轴B和C。该角度适于该设备的应用目的并且该角度的范围可以在45度至90度之间。设置在承载体15上的驱动单元17用于使加工头10在Z轴、B轴和C轴上移动。驱动单元17包括可以关于C轴旋转并且具有倾斜端部的旋转头17a。该端部包括可以关于B轴旋转并且其上保持有加工头10的旋转部件17b。此外，用于添加研磨材料的馈送装置40和测量装置19设置在承载体15上。例如，测量装置19用于测量工件12并且包括测量激光器。测量装置19包括测量头19a，这里，以下述方式将测量头19a设置在承载体15上，该方式使得测量头19a可以沿着与Z轴平行的轴Zl移置并且测量头19a可以关于相对于Z轴横向地设置的旋转轴A旋转。在处理之前，例如由于工件12的制造类型，例如是否将工件12生产作为铸件，和/或作为卡紧的结果，可能仍然没有限定工件表面的准确位置。使用测量装置19，可以检测工件12的轮廓，以使得能够相对于工件表面精确地定位加工头10并且能够在工件12的期望位置中钻孔。这里，保持装置11包括卡盘21，用于对工件12进行保持的适配部件22卡紧在卡盘21中。保持装置11具有旋转轴D，工件12可以关于旋转轴D旋转。设备在这里被设计成专门用于在工件12中钻孔，工件12包括被布置成以一个在另一个后方的方式偏移的一个或更多个空腔或通常来说壁部。保持装置11包括用于引入液体作为保护剂的端口 26，在加工期间要用保护剂来填充工件12。优选地，对于加工射流和保护剂，使用相同的液体，例如水。为了密封的目的，工件12的自由端设置有包括合适的密封件的凸缘27。阀装置28设置在例如凸缘27上，阀装置28允许在用保护剂填充工件12时放空(vent)工件12。此外，可以设计阀装置28，以使得当保护剂的压力P超过特定阈值时，保护剂能够从工件12溢出。为此，阀装置28包括压力控制阀。设置传感器装置7、8和9以用于对处理进行监视。以下述方式来设计这些传感器装置，该方式具体为使得当加工射流穿透工件12的壁时可以检测时间。这里使用的传感器装置包括用于测量工件12中的保护剂的压力P的压力传感器7以及可以检测在液体保护剂中传播的声音的声换能器9。例如，如果使用的保护剂是水，则以水下麦克风的形式来设计声换能器9。根据图2，传感器7和9位于适配部件22处。然而，也可以将传感器7和9设置在用于测量压力和声音的其他位置。通过对阀装置28的合适设计可以使声换能器9在操作期间免受过多的压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过由液体形成的加工射流在工件（12）的前壁部中钻至少一个孔（12b，12c，12d）的方法，按需要将研磨材料混合到所述加工射流，如在钻孔方向上观看所看到的，所述前壁部位于所述工件的后壁部的前面，所述后壁部被设置在距所述前壁部一定距离处且与所述前壁部有中间空间，其特征在于，至少部分地通过以脉冲方式冲击所述前壁部的所述加工射流来钻所述孔（12b，12c，12d），脉冲加工射流是通过循环地中断所述液体和/或所述研磨材料对所述前壁部的冲击来生成的。

【技术特征摘要】
2013.02.21 CH 00493/131.一种用于通过由液体形成的加工射流在工件(12)的前壁部中钻至少一个孔(12b，12c, 12d)的方法，按需要将研磨材料混合到所述加工射流，如在钻孔方向上观看所看到的，所述前壁部位于所述工件的后壁部的前面，所述后壁部被设置在距所述前壁部一定距离处且与所述前壁部有中间空间，其特征在于， 至少部分地通过以脉冲方式冲击所述前壁部的所述加工射流来钻所述孔(12b，12c，12d)，脉冲加工射流是通过循环地中断所述液体和/或所述研磨材料对所述前壁部的冲击来生成的。2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过传感器装置(7，8，9)来检测所述加工射流穿透所述前壁部的时间。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述加工射流穿透了所述前壁部的时间之后，使用所述脉冲加工射流再加工所述孔(12b，12c，12d)的形状，其中，用于再加工的脉冲的数目优选地小于20，更优选地小于15，并且最优选地小于10。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用自由流动的保护剂来填充所述前壁部和所述后壁部之间的所述中间空间(12a)，所述自由流动的保护剂还优选地用于生成所述加工射流，优选地对所述中间空间(12a)中的所述保护剂加压以使得当所述加工射流穿透所述前壁部时所述保护剂流出所述孔(12b，12c, 12d)。5.根据权利要求4所述的方法，其中，对通过所述孔的所述保护剂的流动和/或所述保护剂在射出所述孔时具有的流的形状进行评估，以分析所钻的孔(12b，12c, 12d)的质量。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据要钻的孔长度L，使用脉冲加工射流来钻整个孔(12b，12c, 12d)，或者通过持续地冲击所述前壁部的所述加工射流来钻所述孔长度L的第一部分并且通过以脉冲方式冲击所述前壁部的所述加工射流来钻所述孔长度L的第二部分。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述加工射流持续地冲击所述前壁部的所述钻孔期间中断所述研磨材料对所述前壁部的冲击一次或多次，以驱除...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔特·莫勒，
申请(专利权)人：喷水机器人公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH