The invention relates to a processing method for adjusting the cutting process of chip ceramic matrix composite, which belongs to the technical field of aero-engine tail nozzle adjusting slice cutting technology. The method comprises the following steps: cleaning the workpiece to adjust the ceramic matrix composite material and blowing dry; using the tooling clamp of the femtosecond machine tool, using the distance sensor on the femtosecond machine tool and the CCD side shaft detection system, positioning, opening the dust removal device, and using the femtosecond laser processing head to cut and process the head once; The femtosecond laser mirrors were machined two times to obtain the ceramic matrix composites. This method uses femtosecond laser cutting, which solves the problem of low efficiency, high cost, difficult cutting of ceramic matrix composites and inability to guarantee the defects of the machining surface. The method is efficient, low cost, and reduces a large number of tool consumption.
【技术实现步骤摘要】
一种调节片类陶瓷基复合材料切割的加工方法
本专利技术涉及航空发动机尾喷口调节片切割加工
,具体涉及一种调节片类陶瓷基复合材料切割的加工方法。
技术介绍
航空发动机尾喷口根据喷口面积分为可调型和不可调型,为了能使发动机在各种工况下都能获得良好的性能,带加力的发动机必须采用可调节的尾喷管,通过改变喷口面积来改变工况,其主要类型有:多调节片式、双调节片式、移动尾椎体式和气动调节式。传统调节片使用的材质为钛合金,在服役后有一部分调节片会发生完全断裂,如今陶瓷基复合材料成为了调节片的主要材质,但是因调节片结构的特殊要求,采用传统加工手段已经不能满足要求。飞秒激光的加工的原理是通过非线性吸收过程吸收激光能量,在材料内部形成等离子体,非线性吸收过程主要通过多光子电离和雪崩电离实现。然后,当等离子体浓度达到一定临界值时,材料开始强烈吸收激光能量,直至材料被去除。其加工单脉冲时间更短,意味着作用于工件的时间很短,热量还没有扩散到基体,由此实现飞秒激光的“冷加工”。飞秒激光加工是一个非线性、非平衡过程,具有阈值效应明显、极小化热影响区、极小化重铸层、可控性高等特点。目前,针对此类调节片陶瓷基复合材料加工现行工艺采用传统机加刀具切割及长脉冲激光切割加工方法。由于该材料整体硬度较大,目前机加工艺刀具磨损严重,且在加工过程中容易产生毛刺、变形层、表面或亚表面微裂纹等缺陷,导致工件质量下降。长脉冲激光加工其功率较大,导致热影响严重,精细加工过程中难以避免微裂纹。同时,在某陶瓷基复合材料构件的切边时间对比试验中,线切割总计时间约为90小时/件,效率低且表面粗糙度较差;长脉冲激光切 ...
【技术保护点】
一种调节片类陶瓷基复合材料切割的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,工件预处理将调节片类陶瓷基复合材料的工件清洗,吹干,得到预处理后的工件;步骤2,工件定位安装(1)采用飞秒加工机床,使用工装将预处理后的工件夹持固定在机床的安装座上;(2)使用飞秒加工机床上的测距传感器和CCD旁轴检测系统,对夹持工件的工装进行定位,确定X、Y、Z向坐标,根据工装和工件加工初始位置的位置关系,补偿该坐标值,直接将预处理后的工件的初始位置移动至激光加工头下;步骤3,除尘开启除尘装置,并关闭设备防护门,使飞秒加工机床处于千级超净室内;步骤4,一次切割加工使用飞秒激光加工头部分进行一次切割加工,期间调整激光加工功率为4‑12W,单层扫描时间为500‑2000ms,单层进给量为0.005‑0.02mm,终止角为80‑90°,加工层数为200‑800,实现连续加工,得到一次切割加工后的调节片类陶瓷基复合材料,其中,完成30%~50%的搭接率;步骤5,二次切割加工使用飞秒激光振镜部分对一次切割加工后的调节片类陶瓷基复合材料进行二次切割加工,期间调整激光加工功率为4‑12W,加工数目为1‑10000次,电流为 ...
【技术特征摘要】
1.一种调节片类陶瓷基复合材料切割的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,工件预处理将调节片类陶瓷基复合材料的工件清洗,吹干,得到预处理后的工件;步骤2,工件定位安装(1)采用飞秒加工机床,使用工装将预处理后的工件夹持固定在机床的安装座上;(2)使用飞秒加工机床上的测距传感器和CCD旁轴检测系统,对夹持工件的工装进行定位,确定X、Y、Z向坐标,根据工装和工件加工初始位置的位置关系,补偿该坐标值,直接将预处理后的工件的初始位置移动至激光加工头下;步骤3,除尘开启除尘装置,并关闭设备防护门,使飞秒加工机床处于千级超净室内;步骤4,一次切割加工使用飞秒激光加工头部分进行一次切割加工,期间调整激光加工功率为4-12W,单层扫描时间为500-2000ms,单层进给量为0.005-0.02mm,终止角为80-90°,加工层数为200-800,实现连续加工,得到一次切割加工后的调节片类陶瓷基复合材料,其中,完成30%~50%的搭接率;步骤5,二次切割加工使用飞秒激光振镜部分对一次切割加工后的调节片类陶瓷基复合材料进行二次切割加工,期间调整激光加工功率为4-12W,加工数目为1-10000次,电流为0.5-2A,频率为10-100Hz,得到切割加工后的调节片类陶...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵晨曦,张军,桓恒,高宇,李伟剑,
申请(专利权)人:中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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