一种燃油喷嘴的喷口加工方法与流程

本发明涉及燃油喷嘴加工技术领域，尤其涉及一种燃油喷嘴的喷口加工方法。

背景技术：

燃油喷嘴的功能就是将燃油雾化，加速混合气的形成，保证稳定燃烧和提高燃烧效率，长久以来，我国发动机制造技术始终是制约航空航天事业发展的瓶颈，燃气轮机是发动机的三大关键部件之首，其性能决定发动机的好坏，燃油喷嘴的加工一直影响着发动机的燃烧效率，如何提高燃油喷嘴加工的质量是航空航天事业发展索要突破的重大难题之一。

现有技术的燃油喷嘴加工均是通过机械加工的方法来完成的，其采用钻头先定中心孔-钻孔-镗孔-铰孔-磨孔-研磨孔-抛光孔，加工中带来很多问题，钻头直径小，长度大，造成刚性差、强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，影响了孔的直线度和粗糙度，钻头的冷却、润滑和排削都很困难，需要特殊的润滑装置、特殊加工机床以及特殊结构的刀具来解决，孔的加工精度的影响因素很多，设备的好坏，加工工具的质量，加工人员的水平都影响到加工的精度，因此，对燃油喷嘴的加工而言，现亟待开发一种燃油喷嘴的喷口加工方法，来弥补现有技术中燃油喷嘴加工所带来的不足。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃油喷嘴的喷口加工方法，具备脉冲时间极短，被加工物体不会被加热，能量伴随着材料的去除而消散，几乎来不急或不可能进行热扩散和热传导的发生，并且可以加工不同形状的微孔，为燃油喷嘴的喷口的加工带来了便捷的优点，解决了现有技术的燃油喷嘴加工钻头直径小，长度大，造成刚性差、强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，影响了孔的直线度和粗糙度，钻头的冷却、润滑和排削都很困难，需要特殊的润滑装置、特殊加工机床以及特殊结构的刀具来解决的问题。

根据本发明实施例的一种燃油喷嘴的喷口加工方法，具体包括以下步骤：

s1：将待加工的燃油喷嘴用工装固定在飞秒工作台上，并且使燃油喷嘴的喷口对准聚焦物镜；

s2：在计算机上调整合适的喷口加工参数，计算机输送信号至刷衰减片调整激光的波长；

s3：飞秒激光器发射飞秒激光，依次穿过线偏振片、四分之一破片、滤光镜、衰减片、光束整形控制片，最后射在分色镜上；

s4：分色镜再次对飞秒激光进行反射，改变了飞秒激光的方向，使飞秒激光穿过聚焦物镜，最后照射在飞秒工作台上；

s5：检测器启动并通过ccd摄像头发射光束，所述光束依次穿过分色镜、准聚焦物镜，最终照射在燃油喷嘴上，并对燃油喷嘴所钻的喷口进行检测。

在上述方案基础上，所述计算机的输出端连接有光闸控制片，所述光闸控制片设置在光束整形控制片与分色镜之间。

在上述方案基础上，所述计算机的输出端还连接有驱动器，所述驱动器传动连接有驱动机构。

在上述方案基础上，所述驱动机构设置在飞秒工作台上且驱动机构通过平台能够实现燃油喷嘴的多方位移动。

在上述方案基础上，所述驱动机构为丝杆传动、齿轮传动中的一种传动方式。

在上述方案基础上，所述ccd摄像头的顶端设有目镜，所述目镜、分色镜、聚焦物镜均设置在同一条竖直线上。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

1、飞秒激光钻孔，激光脉冲能量极快地注入很小的作用区域，瞬间高能量密度沉积使电子吸收和运动方式发生变化，飞秒是时间单位，1飞秒等于1千万亿分之一秒，相对于传统激光加工设备，飞秒激光由于脉冲时间极短，被加工物体不会被加热，能量伴随着材料的去除而消散，几乎来不急或不可能进行热扩散和热传导的发生，当激光脉冲的冲击时间短于所加工材料要求的热扩散时间的情况下，有效避免了产生热影响区的热破坏问题，并且可以加工不同形状的微孔，为燃油喷嘴的喷口的加工带来了便捷；

2、采用飞秒激光加工后的燃油喷嘴能够保证燃油和气流实现充分而又均匀的地混合，并且具有低供油压力和出口温度场对燃油变化不太敏感，保证了燃油的雾化效果，使得燃油燃烧更加充分。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的一种燃油喷嘴的喷口加工方法中实施例1的燃油喷嘴结构示意图；

图2为图1中a-a平面的剖视图；

图3为图1中b区域的结构放大示意图；

图4为本发明提出的一种燃油喷嘴的喷口加工方法中实施例2的燃油喷嘴结构示意图。

图中：1-主喷口、2-副喷口、3-固定螺。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供了一种燃油喷嘴的喷口加工方法，其中燃油喷嘴为离心式喷嘴，具体包括以下步骤：

s1：将待加工的燃油喷嘴用工装固定在飞秒工作台上，并且使燃油喷嘴的喷口对准聚焦物镜；

s2：在计算机上调整合适的喷口加工参数，计算机输送信号至刷衰减片调整激光的波长；

s3：飞秒激光器发射飞秒激光，依次穿过线偏振片、四分之一破片、滤光镜、衰减片、光束整形控制片，最后射在分色镜上；

s4：分色镜再次对飞秒激光进行反射，改变了飞秒激光的方向，使飞秒激光穿过聚焦物镜，最后照射在飞秒工作台上；

s5：检测器启动并通过ccd摄像头发射光束，所述光束依次穿过分色镜、准聚焦物镜，最终照射在燃油喷嘴上，并对燃油喷嘴所钻的喷口进行检测。

驱动机构为齿轮传动方式。

参照图1-3，加工完成后的离心式喷嘴结构图，燃油从切向孔进入旋流器内，在旋流器内作急速的旋转运动，燃油从喷口喷出后，因受惯性力和空气撞击的作用破裂成无数细小的油珠，从而获得良好的雾化效果。

实施例2

本实施例提供了一种燃油喷嘴的喷口加工方法，其中燃油喷嘴为气雾化式喷嘴，具体包括以下步骤：

s1：将待加工的燃油喷嘴用工装固定在飞秒工作台上，并且使燃油喷嘴的喷口对准聚焦物镜；

s2：在计算机上调整合适的喷口加工参数，计算机输送信号至刷衰减片调整激光的波长；

s3：飞秒激光器发射飞秒激光，依次穿过线偏振片、四分之一破片、滤光镜、衰减片、光束整形控制片，最后射在分色镜上；

s4：分色镜再次对飞秒激光进行反射，改变了飞秒激光的方向，使飞秒激光穿过聚焦物镜，最后照射在飞秒工作台上；

s5：检测器启动并通过ccd摄像头发射光束，所述光束依次穿过分色镜、准聚焦物镜，最终照射在燃油喷嘴上，并对燃油喷嘴所钻的喷口进行检测。

驱动机构为丝杆传动方式。

参照图4，通过飞秒激光的加工，气雾化式喷嘴能够保证燃油和气流实现充分而又均匀的地混合，主要是通过主喷口1与副喷口2实现燃油的充分混合，并且具有低供油压力和出口温度场对燃油变化不太敏感，保证了燃油的雾化效果，使得燃油燃烧更加充分，同时固定螺栓3主要是起到固定作用，从而使喷嘴在使用时更加稳固，保证其正常使用。

飞秒激光相对于传统激光加工设备响相比较，由于脉冲时间极短，被加工物体不会被加热，能量伴随着材料的去除而消散，几乎来不急或不可能进行热扩散和热传导的发生，并且可以加工不同形状的微孔，其所加工的微孔具备以下优点：

1、孔周围不存在热影响区

加工能够极好的去除规定的材料，而留下的加工界面处是没有受到热损伤的表面，极大地改善了孔壁表面性能。

2、飞秒激光加工空的准确度和精确度高

孔的光洁度极高，其粗糙度可达到ra≤0.1μm，这是机械钻孔和传统激光钻孔等无法达到的，因而可得到极好的性能。

3、孔的一致性好

飞秒激光加工的这些完整而洁净的孔，其圆度、圆柱度、锥度和粗糙度都达到高度的一致性。

本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。