机械工程学报

作者：周熙杰, 谢合瑞, 徐静吉, 崔健磊, 梅雪松

单位：1. 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安 710054;2. 陕西省智能机器人重点实验室 西安 710049;3. 西安航天发动机有限公司 西安 710061

关键词：飞秒激光,喷注孔加工,倾斜加工,锥度调控,大深径比深孔；

基金：航空发动机及燃气轮机基础科学中心(P2022-A-IV-002-003)、陕西省重点研发计划(2021ZDLGY10-02)和国家自然科学基金优秀青年科学基金(52022078)资助项目。

为了提高液体火箭发动机喷注部件微孔加工质量，完全消除孔壁锥度，提出了倾斜工件改变激光与孔壁入射角的旋转钻孔方法，设计搭建了工件空间调控的装置平台，研究了激光倾斜角度和激光入射方位对微孔尺寸与结构形貌的影响，探究了倾斜加工直孔孔型的演变过程，并针对离心式喷嘴切向孔开发出一套完整的定孔径、定锥度倾斜工件旋转钻孔的工艺。结果表明，进行激光倾斜加工时需要保证激光光轴和工件旋转轴共面，否则会产生孔形曲线误差；通过调整工件倾斜角度可控制钻孔锥度，调整激光焦点相对工件表面旋转中心的距离可控制钻孔半径。该方法实现了孔深4.5 mm，深径比10∶1的大深径比无锥度微孔加工，加工质量较好，孔口和孔壁无明显热影响区和重铸层，可满足液体火箭发动机离心式喷嘴切向孔的可控高质量加工要求。

来源：2024年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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