机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (9): 420-429.doi: 10.3901/JME.260433
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张书愿1, 周熙杰1, 谢合瑞1,2, 范润泽1, 梅雪松1, 崔健磊1
ZHANG Shuyuan1, ZHOU Xijie1, XIE Herui1,2, FAN Runze1, MEI Xuesong1, CUI Jianlei1
摘要: 随着我国航空航天领域的发展,航空发动机热端构件的服役温度越来越高,以镍基合金为代表的耐高温材料正在被逐步应用于这些构件的加工制造中。同时为了进一步提高热端构件的服役性能和寿命,还需要利用气膜冷却技术将构件表面与炽热的燃气隔开,因此需要在热端构件上加工气膜冷却孔。飞秒超快激光由于其精密、低损伤、冷加工的特点,越来越契合镍基合金微孔的加工需求,但是由于这些气膜孔数量多,分布密集,位置精度高,使用倾斜工件钻孔的工艺难以满足无锥度群孔的加工需求,而倾斜激光钻孔又对光路数学模型的计算和运动控制精度有着极高的要求。因此,为了实现镍基合金无锥度阵列群孔的加工,提出了一种通过机床多轴联动实现无锥度微群孔加工的方法。首先探究了机床的插补速度、插补半径对微群孔的形貌影响,然后对飞秒激光加工微群孔的有效加工范围进行了试验研究,最后在镍基合金样件上开展群孔加工试验,并对试验结果进行了探讨分析,形成了完整的镍基合金无锥度微群孔加工工艺流程。最终在1 mm厚度的镍基合金上得到了平均锥度为-0.03°的5×5阵列微圆孔。
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