利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的填充清理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔填充清理装置，包括工控机、悬浊液混合器、悬浊液压力机及控温箱；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；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，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，待填充零件位于控温箱内；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；悬浊液压力机用于将悬浊液输送到控温箱中待填充零件的腔体中。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。

Filling and cleaning device for machining holes in complex cavity parts by laser

The utility model relates to a cleaning device for processing hole filling with a laser in a complex cavity part, including an industrial control machine, a suspension mixer, a suspension pressure machine and a temperature control box. The industrial control machine is connected with a suspension mixer, a turbid liquid press and a temperature control box to control the suspension mixer, the suspension pressure press and control. The outlet end of the suspension mixer is connected with the inlet end of the suspension pipe and the suspension pressure machine. The outlet end of the suspension pressure machine is connected with the inner cavity of the filled part through the suspension pipe and the filling part is located in the temperature control box; the suspension mixer is used to mix the sticky carrier and the particles. The uniform suspension is delivered to the suspension press, and the suspension press is used to transport the suspension to the cavity of the part to be filled in the temperature control box. It can effectively solve the problem of wall damage caused by laser processing complex hole structure parts.

【技术实现步骤摘要】
利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的填充清理装置
本技术涉及一种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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔填充与清理装置，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。本技术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。本技术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；上述悬浊液压力机用于将悬浊液输送到控温箱中待填充零件的腔体中。优选的，为了保持加工环境的密闭性及方便零件放入及取出，上述控温箱包括能够拆卸的控温罩。优选的，悬浊液混合器包括粘性载体入料口和颗粒物入料口。优选的，悬浊液输送管与待填充零件内腔连通处设有填充接口，上述填充接口包括同轴设置的悬浊液入口及排液孔，上述悬浊液入口与悬浊液输送管连通。本技术还提供一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的清理装置，其特殊之处在于：包括水槽、循环水管、设置在循环水管中的水泵；上述循环水管的两端分别设置有冲水口过滤网及进水口过滤网并分别与水槽的两个侧壁连通；上述水槽底部设有加热板，水槽中设置有用于夹持零件使零件旋转的零件旋转夹具，待清洗零件通过零件旋转夹具固定在水槽内。本技术的有益效果是：1、采用该技术方法及装置可以实现复杂型腔零件所有部位颗粒物均匀、致密填充，填充致密度可达95％；且后期颗粒物可以从腔体内部无死角清理，粉末无残留，合格率达到99.999％，能有效的辅助解决激光加工中的对面壁损伤问题；2、本技术采用高损伤阈值的颗粒物，对激光的抵抗能力强，长时间制孔时，也不会对对面壁造成损伤；3、本技术装置结构简单，便于操作，成本低。附图说明图1为复杂腔体结构颗粒物填充装置示意图；图2为复杂型腔零件内腔填充示意图；图3为复杂腔体结构颗粒物清理装置示意图。图中附图标记为：1-工控机，2-悬浊液混合器，3-粘性载体，4-颗粒物，5-悬浊液输送管，6-悬浊液压力机，7-悬浊液，8-控温箱，9-控温罩，10-复杂型腔零件，11-第一腔体，12-隔板，13-第二腔体，14-第三腔体，15-填充接口，16-排液孔，17-零件旋转夹具，18-水，19-水槽，20-出水口过滤网，21-循环水管，22-水泵，23-加热板，24-进水口过滤网，25-进水口，26-冲水口。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术做进一步的描述。本技术设计了一组利用激光在复杂型腔零件中加工制孔方法，及相应的辅助装置，对激光加工复杂腔体结构的内壁面进行保护。本方法在开始激光加工制孔前采用粘性系数随温度变化较大的流体作为颗粒物的载体，将颗粒物和流体均匀混合为悬浊液后采用压力机将悬浊液送入到复杂腔体中，在悬浊液输送过程中控制复杂腔体零件的温度从而保证输送的流畅性，填充完毕后，进行激光加工制孔过程。加工制孔完毕后，在颗粒物清理过程中将复杂腔体零件置于不同水温的流水水槽中，水槽中的水流流速和方向可调整，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，从而完成整个激光制孔过程。为达到以上目的，本技术采用如下装置及技术方案予以实现。本技术提供了一种利用激光在复杂腔体中加工制孔的辅助填充装置。如图1所示，该填充系统包括工控机1、悬浊液混合器2、悬浊液压力机6以及控温箱8。工控机1连接至悬浊液混合器2、悬浊液压力机6及控温箱8控制其工作，悬浊液混合器2、悬浊液压力机6及控温箱8由悬浊液输送管5相连，其中悬浊液混合器2、悬浊液压力机6及控温箱8均有控温的能力以确保流体以期望的状态流动，悬浊液混合器2、悬浊液压力机6及控温箱8内的温度可在20-80℃的范围内调整。粘性载体3是粘性系数随温度变化较大的流体，在低温区间粘性较高而在高温区域粘性较小而流动性强，从而确保了流体在不同加工步骤中达到期望的物理状态。颗粒物4为具有高损伤阈值的颗粒物如AL2O3或SIO2颗粒。悬浊液混合器2可以将粘性载体3和颗粒物4混合成均匀的悬浊液7，并通过悬浊液输送管5输送到悬浊液压力机6中。在一个实施方式中，复杂型腔零件10可以包括第一腔体11、第二腔体13以及第三腔体14，第一腔体11与第二腔体13之间设置有隔板12，第二腔体13与第三腔体14之间也设置有隔板，共同构成零件的内部复杂结构。复杂型腔零件10的腔体端口处设置有填充接口15和排液孔16，悬浊液压力机6通过悬浊液输送管5连接至复杂型腔零件10的填充接口15。悬浊液压力机6用于对悬浊液施加压力以将悬浊液7通过悬浊液输送管5输送到控温箱8中的复杂型腔零件10中。控温箱8可以调节零件所处的加工环境温度，控温箱8上的控温罩9用于保持加工环境的密闭性，在需要时可以打开和关合，以放入/取出复杂型腔零件10。以下以叶片气膜孔制造为例，描述具体的加工过程：(1)夹具装夹与标定：在机床加工平台上安装叶片夹具，利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的填充装置，其特征在于：包括工控机(1)、悬浊液混合器(2)、悬浊液压力机(6)及控温箱(8)；所述工控机(1)与悬浊液混合器(2)、悬浊液压力机(6)及控温箱(8)连接，用于控制悬浊液混合器(2)、悬浊液压力机(6)及控温箱(8)的工作；所述悬浊液混合器(2)的出口端通过悬浊液输送管(5)与悬浊液压力机(6)的入口端连接，所述悬浊液压力机(6)的出口端通过悬浊液输送管(5)与待填充零件的内腔连通，待填充零件位于控温箱(8)内；所述悬浊液混合器(2)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(6)中；所述悬浊液压力机(6)用于将悬浊液输送到控温箱(8)中待填充零件的腔体中。

【技术特征摘要】
1.一种利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的填充装置，其特征在于：包括工控机(1)、悬浊液混合器(2)、悬浊液压力机(6)及控温箱(8)；所述工控机(1)与悬浊液混合器(2)、悬浊液压力机(6)及控温箱(8)连接，用于控制悬浊液混合器(2)、悬浊液压力机(6)及控温箱(8)的工作；所述悬浊液混合器(2)的出口端通过悬浊液输送管(5)与悬浊液压力机(6)的入口端连接，所述悬浊液压力机(6)的出口端通过悬浊液输送管(5)与待填充零件的内腔连通，待填充零件位于控温箱(8)内；所述悬浊液混合器(2)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(6)中；所述悬浊液压力机(6)用于将悬浊液输送到控温箱(8)中待填充零件的腔体中。2.根据权利要求1所述的利用激光在复杂型腔零件中加工制孔的填充装置，其特征在于：所述控温箱(8)包括能够拆卸的控温罩(9)。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺斌，赵卫，田东坡，李朋，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：陕西,61