多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置制造方法及图纸

一种多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置，包括：光学输入机构和与之相连的具有多路光路输出的电液腔，该电液腔包括：具有电解液入口的壳体、并联设置于壳体上的玻璃毛细管、设置于壳体内的导电定位块和绝缘层，其中：玻璃毛细管正对待处理工件上的气膜孔位置，导电定位块和待处理工件之间设有负电位，壳体经高精度的三维平台精密调整位姿，使得激光束进入各分路的玻璃毛细管中并到达加工区域。利用激光分路器实现了激光能量在个分路玻璃毛细管的均匀分布，并与各分路的玻璃毛细管耦合，大幅提升了直径在0.2～1.2mm范围内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。

【技术实现步骤摘要】
多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置


[0001]本专利技术涉及的是一种电液束加工领域的技术，具体是一种多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置。

技术介绍

[0002]气膜冷却孔，特别是单晶涡轮叶片气膜冷却孔主要采用电液束气膜冷却孔加工，但该技术因无再结晶以及加工效率低(平均进给速度1.5mm/min)、因电化学杂散腐蚀造成的几何精度低等问题，很大程度上限制了其在新型航空发动机单晶涡轮叶片气膜冷却孔生产加工中的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有激光辅助玻璃毛细管电解复合加工技术中激光的主要作用区域和电解的最强作用区域在空间不同步的问题，以及无法实现多个玻璃毛细管工具电极并行加工的缺陷，提出一种多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置，利用激光分路器实现了激光能量在个分路玻璃毛细管的均匀分布，并与各分路的玻璃毛细管耦合，大幅提升了直径在0.2～1.2mm范围内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置，包括：光学输入机构和与之相连的具有多路光路输出的电液腔，该电液腔包括：具有电解液入口的壳体、并联设置于壳体上的玻璃毛细管、设置于壳体内的导电定位块和绝缘层，其中：玻璃毛细管正对待处理工件上的气膜孔位置，导电定位块和待处理工件之间设有负电位，壳体经高精度的三维平台精密调整位姿，使得激光束进入各分路的玻璃毛细管中并到达加工区域。r/>[0006]所述的激光的功率为1W～100W，电源的输出电压10V～1000V，进给速率为0mm/min～50mm/min，毛细管的内径为0.01mm～5mm。
[0007]所述的光学输入机构包括：依次设置的聚焦透镜、准直透镜、耦合装置、输入光纤、激光分路器和输出光纤，其中：激光束由聚焦透镜汇聚到准直透镜，使其成为垂直激光束并通过耦合装置后导入到输入光纤中，通过激光分路器分成多路并由输出光纤导出。技术效果
[0008]与现有技术相比，本专利技术利用激光分路器实现了激光能量在个分路玻璃毛细管的均匀分布，并与各分路的玻璃毛细管耦合，大幅提升了直径在0.2～1.2mm范围内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。
附图说明
[0009]图1为本专利技术示意图；
[0010]图中：1激光束、2聚焦透镜、3准直透镜、4耦合装置、5输入光纤、6激光分路器、7输
出光纤、8窗口片、9电解液入口、10导电定位块、11绝缘层、12玻璃毛细管、13电源、14工件。
具体实施方式
[0011]如图1所示，为本实施例涉及一种多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置，包括：光学输入机构和与之相连的具有多路光路输出的电液腔，该电液腔包括：具有电解液入口9的壳体、并联设置于壳体上的玻璃毛细管12、设置于壳体内的导电定位块10和绝缘层11，其中：玻璃毛细管12正对待处理工件14上的气膜孔位置，导电定位块10和待处理工件14之间设有负电位，壳体经高精度的三维平台精密调整位姿，使得激光束进入各分路的玻璃毛细管中并到达加工区域，其中激光的功率为1W～100W，电源的输出电压10V～1000V，进给速率为0mm/min～50mm/min，毛细管的内径为0.01mm～5mm。
[0012]所述的玻璃毛细管为内壁依次设有掺杂二氧化硅保护层和聚酰亚胺外涂层的玻璃毛细管，兼具玻璃的刚性和聚酰亚胺的韧性，在气膜冷却孔加工中不像单纯玻璃管那样容易破裂。
[0013]所述的光学输入机构包括：依次设置的聚焦透镜2、准直透镜3、耦合装置4、输入光纤5、激光分路器6和输出光纤7，其中：激光束由聚焦透镜2汇聚到准直透镜3，使其成为垂直激光束并通过耦合装置4后导入到输入光纤5中，通过激光分路器6分成多路并由输出光纤7导出。
[0014]所述的电液腔正对光学输入机构的输出光纤7位置设有窗口片8。
[0015]本实施例利用激光分路器实现了激光能量在个分路玻璃毛细管的均匀分布，并与各分路的玻璃毛细管耦合，大幅提升了直径在0.2～1.2mm范围内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。
[0016]经过具体实际实验，在电解质为10％NaCl溶液的具体环境设置下，以无进给加工30s，电源电压100V，15W激光功率，外径0.4mm，内径0.3mm的玻璃毛细管，3路激光分束器参数运行上述方法，能够得到的实验数据是：相比于单束激光单次只能加工1个孔，3路激光分束器在相同的时间内单次可同时加工3个孔，利用激光分路器实现了激光能量在3个分路玻璃毛细管的均匀分布，并与各分路的玻璃毛细管耦合，大幅提升了直径在0.2～1.2mm范围内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。
[0017]与现有技术相比，本装置利用激光分路器实现了激光能量在个分路玻璃毛细管的均匀分布，并与各分路的玻璃毛细管耦合，大幅提升了直径在0.2～1.2mm范围内的单晶涡轮叶片气膜冷却孔的加工效率。
[0018]上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置，其特征在于，包括：光学输入机构和与之相连的具有多路光路输出的电液腔，该电液腔包括：具有电解液入口的壳体、并联设置于壳体上的玻璃毛细管、设置于壳体内的导电定位块和绝缘层，其中：玻璃毛细管正对待处理工件上的气膜孔位置，导电定位块和待处理工件之间设有负电位，壳体经高精度的三维平台精密调整位姿，使得激光束进入各分路的玻璃毛细管中并到达加工区域。2.根据权利要求1所述的多气膜冷却孔激光辅助玻璃毛细管电解并行加工装置，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：康小明，王锋，赵万生，张亚欧，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：