[发明专利]一种导体材料的钻孔装置及其方法

说明书

本发明涉及工件钻孔的技术领域，具体涉及一种导体材料的钻孔装置及其方法。本发明的目的是要解决现有电火花钻孔技术加工得到的孔内壁表面有重铸层而导致质量不高的问题。为达到本发明的目的，本发明采用的技术方案是将电火花钻孔加工和电解加工结合在一起，在一次加工过程中，能够去除电火花钻孔后孔内壁表面上的凹坑和重铸层，提高钻孔后工件的表面质量。

技术领域：

本发明涉及工件钻孔技术领域，具体涉及一种导体材料的钻孔装置及其方法。

背景技术：

现代航空燃气涡轮发动机涡轮需要在高温下工作，为确保涡轮叶片能在高温环境下长时间服役，就需要借助冷却技术。高推重比航空发动机普遍采用气膜冷却技术。气膜冷却作为一种有效的冷却手段，广泛应用于航空发动机的涡轮叶片上，有效促进了航空燃气轮机性能和效率的提高。

气膜冷却技术是在发动机热端部件上设计大量的小孔，孔径约0.1～0.8mm、孔深约3mm以上，利用部件内部释放的冷空气，通过微小孔的对流，在部件表面形成薄层冷气膜，达到隔离高温燃气流的目的，从而保护了部件。气膜冷却孔的特点是孔径小、数量多、深径比高、加工难度大、成形精度要求高，其加工精度直接影响发动机效能。

电火花钻孔技术被国内外广泛应用于气膜孔的加工，是目前较为成熟的一种气膜孔加工方法。电火花钻孔能够加工出圆度和直线度好的深孔，加工速度快且不受材料硬度的限制。但电火花加工的材料去除机理，是通过熔化和气化方式，因此加工完成后的工件表面是由无数火花凹坑以及熔化材料重新凝固后形成的重铸层组成。重铸层的存在不仅导致工件表面质量不高，而且还会影响工件的疲劳强度和使用寿命。

发明内容：

有鉴于此，本发明为解决现有电火花钻孔技术存在的工件表面质量差、疲劳强度不高以及使用寿命低的问题，提供一种导体材料的钻孔装置及其方法。

为解决现有技术存在问题，本发明的技术方案是:一种导体材料的钻孔装置，其特征在于：包括工具、工件夹具、电磁阀一、电磁阀二、装有NaNO₃溶液的水箱一和装有去离子水的水箱二；

所述的水箱一和水箱二中的出水管分别连接电磁阀一的B口和A口，电磁阀一的P口通过管道和喷嘴连接，水箱一和水箱二中的入水管分别连接电磁阀二的B口和A口，电磁阀二的P口与机床工作台上的水槽连接。

所述的工具设置于工件夹具上，工具的结构为一体设置的两段直径不同的阶梯圆柱，其大端直径大于小端直径80-100μm，两段圆柱的长度大于工件厚度。

进一步，电磁阀一与喷嘴之间的管线上设置有泵。

进一步，工具与脉冲电源的负极连接，脉冲电源的正极与工件连接。

一种导体材料的钻孔装置的钻孔方法步骤为：

1)电磁阀一和电磁阀二处于断电状态，电磁阀一的A口和P口连通，电磁阀二的A口和P口连通，水泵将去离子水从水箱二中抽出，通过电磁阀一喷洒到加工区域的上方，并通过电磁阀二的A口流回水箱，其中去离子水的电导率小于100μs/cm，将工具小径端装夹于工件夹具上，通过工具的大径端对工件进行电火花钻孔加工；

2)在加工区域中，施加在工件和工具两极之间的脉冲电压将去离子水击穿产生火花，由工具的大径端进行电火花加工去除工件材料，工具以进给速度为5μm/s-20μm/s下移，至电火花消失后，电火花钻孔结束；

3)当电火花钻孔结束后，将电磁阀一和电磁阀二通电，电磁阀一的B口和P口连通，电磁阀二的B口和P口连通；水泵将NaNO₃溶液从水箱一中抽出，通过电磁阀一喷洒在加工区域的上方，并通过电磁阀二的B口流回到水箱一，其中NaNO₃溶液的电导率为1ms/cm-5ms/cm；