專利名稱：持續(xù)表面清理的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及機械設備部件的制造和修補，特別涉及這樣部件的表面精加工。
機械設備是由各種部件組裝而成的，而各種部件是單獨制作和裝配的。機械設備通常包括金屬部件，但也可使用合成部件和復合部件。另外，每一個部件需要特制。
例如，金屬部件可由帶材、板材、棒材和桿材形式的金屬坯料制成。金屬部件也可利用鑄造或鍛造的方式制成。這樣的部件可利用各種方式加工成型。
機加工需要有選擇地去除材料以制成最終形狀的部件并且尺寸應滿足適當?shù)闹圃旃?，公差通常用密耳來表示，并且應具有適當?shù)谋砻婀鉂嵍?，表面通常是光滑的或者?jīng)過拋光且無瑕疵。
在制造一種機械設備的過程中，每一個步驟會加大生產(chǎn)時間和增大成本，因此應該使生產(chǎn)時間和成本最小化以生產(chǎn)一種價格比較合理的產(chǎn)品。這需要使生產(chǎn)過程中的每一個步驟都應避免損壞部件中已經(jīng)過精加工的部分，而這又需要附加的精整步驟。
燃氣輪機是一種結(jié)構復雜的機械設備，它具有許多部件，每一個部件需要精密的制造公差和良好的表面光潔度。一種普通燃氣輪機包括一個多級壓縮機以使空氣被加壓，加壓空氣與燃料在一個燃燒室中混合和點火以產(chǎn)生熱燃燒氣體，燃燒氣體流向下游通過一個或多個透平級，從所述透平級獲得能量。一個高壓透平為壓縮機提供動力，并且一個低壓透平提供輸出動力，諸如在一個飛機引擎中從壓縮機為設置在上游的一個葉片通過動力。
這樣，該引擎包括各種固定的部件和各種轉(zhuǎn)動部件，這些部件目前通常是用高強度的金屬和復合材料制成的。各種部件在制造過程中需要經(jīng)歷幾個步驟并且生產(chǎn)成本是比較高的。
由于引擎的燃燒室在操作過程中裝有熱燃燒氣體，因此它是由高強度的超合金材料制成的以在高溫下保持良好的強度。一種環(huán)形燃燒室包括徑向的外燃燒室襯套和內(nèi)燃燒室襯套，所述外襯套和內(nèi)襯套在上游端部接合在一起以形成一個環(huán)形圓頂。該圓頂包括多個在圓周方向上相互隔開的汽化器，所述汽化器將燃料和空氣噴射到燃燒室中，接著燃料和空氣被點燃以產(chǎn)生裝在燃燒室中的熱燃燒氣體。
在操作過程中，通過將一部分壓縮機空氣經(jīng)多個貫通襯套且密集分布的薄膜冷卻孔引入到燃燒室中，以便沿著暴露于熱燃燒氣體的內(nèi)表面形成冷卻空氣保護膜，從而使燃燒室得到冷卻。
在制造過程中，單個燃燒室襯套被制成環(huán)形，將它們與環(huán)形圓頂裝配并接合在一起。貫通所述襯套的薄膜冷卻孔可利用各種方式形成或鉆出。通常，以一個銳角利用激光打孔的方式在各個襯套中形成貫通它們的小薄膜冷卻孔。
但是，在激光打孔的過程中，激光會從孔中產(chǎn)生熔融金屬的排出物質(zhì)。一些激光排出物質(zhì)熔接在襯套表面上并在襯套表面上形成小凸起。另外，一些激光排出物質(zhì)會熔接在所述孔與襯套外表面和內(nèi)表面相交位置的入口周邊和出口周邊處。
在激光打孔之前，襯套表面已經(jīng)被精加工，表面非常光滑。激光排出物質(zhì)熔接在襯套表面和薄膜冷卻孔的入口或出口處是不希望的，這是由于這會大大地影響表面的性能。
因此，需要一個附加的步驟以從襯套表面和孔上去除激光排出物質(zhì)。另外，在孔與襯套表面相交的位置處形成的邊角最好是圓角以去除尖銳的邊緣和減小該位置處的應力集中。
噴砂清理是一種方法，其中在空氣流中將磨粒噴出以對一個金屬表面進行清理。這種方法磨損性很大并且需要精密地控制。一種相關的方法是用空氣和水作為磨粒的載體流并且已經(jīng)用于燃燒室襯套以去除激光排出物質(zhì)和使薄膜冷卻孔形成圓角。
但是，這種方法需要花費很長的時間以吹過一個普通燃燒室襯套中的數(shù)以千計的小薄膜冷卻孔并去除激光排出物質(zhì)，并且需要非常昂貴的設備。襯套的成本大大地增大。另外，這種方法在不影響襯套表面光潔度或襯套壁厚的情況下使薄膜冷卻孔形成圓角的能力是有限的。
由于在去除激光排出物質(zhì)的過程中磨粒流必需覆蓋許多小薄膜冷卻孔和其之間的襯套表面，因此必須非常仔細以使對各孔之間襯套表面的光潔度的損壞達到最小。
因此，需要一種用于處理工件表面并且對表面的光潔度不利影響很小或不影響表面光潔度的改進方法。
通過以一個較小入射角將在載體流體中的一種柔韌細粒流排放到一個工件的表面上以對該表面進行處理。接著使所述細粒沿著所述表面進行橫向清理以有選擇地將目標物從所述表面上去除。
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述，從中能夠看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例以一個環(huán)形燃燒室作為一個工件表示一種用于表面處理工件的方法的示意圖；圖2是表示圖1中所示的燃燒室襯套的一部分的局部放大視圖，這部分在圖1中表示在圓2內(nèi)，其中這部分受到了本發(fā)明所涉及的持續(xù)表面清理；圖3是表示貫通圖2中所示襯套的一個孔的另一個局部放大視圖，這部分在圖2中表示在圓3內(nèi)，其中表示這個孔被表面清理。
圖4是沿著圖3中的4-4線所得到的表示襯套部分的一個局部剖面圖；圖5是表示圖4中所示襯套部分的另一個放大截面圖，表示沿著第一方向?qū)ζ渲械目椎闹車M行表面清理；圖6是一個與圖5類似的放大截面圖，表示沿著一個相反的方向?qū)走M行清理。
圖1中所示的一個工件10是一個環(huán)形燃氣輪機燃燒室的一個襯套。該工件是由金屬制成的，但是也可采用其它不同形狀的工件，并且也可由其它不同的材料制成，例如復合材料。
該燃燒室可具有任何常規(guī)的形狀并且通常包括徑向的環(huán)形外套和環(huán)形內(nèi)套，所述環(huán)形外套和環(huán)形內(nèi)套以一個環(huán)形圓頂?shù)姆绞皆谏嫌味瞬刻庍B接在一起。多個空氣旋流器12以適合的方式安裝在所述燃燒室圓頂中，所述多個空氣旋流器12在圓周上相互之間保持一定的距離并且接收噴射燃料(未示出)，在所述燃燒室的工作過程中，所述旋流器12將燃料噴射到所述燃燒室中以使燃料與空氣混合并產(chǎn)生熱的燃燒氣體。
在所述燃燒室的工作過程中，所述燃燒室是以一種常規(guī)的方式冷卻的，即從所述燃氣輪機的壓縮機通過密集分布在兩個燃燒室襯套的整個環(huán)形表面上方的薄膜冷卻孔14引入空氣使所述燃燒室冷卻。
圖2示出了該燃燒室外套10的一部分，所述外套10具有多個貫通所述外套10的薄膜冷卻孔14，所述薄膜冷卻孔14是以一種具有常規(guī)形狀的密集的多孔圖案分布的。在一種示例性的制造過程中，單個的孔14是利用激光打孔的方法形成的。
每一個孔14是以一個傾斜的銳角A傾斜地貫通所述襯套，所述銳角A例如為約15度。所述孔從露出的襯套外表面16延伸到相對的內(nèi)表面16b并且沿著空氣順流方向傾斜以使被引到外表面16上方的冷卻空氣進入到所述外表面16的外入口側(cè)并且使冷卻空氣可沿著軸向順流方向繼續(xù)流動，從而使所述冷卻空氣沿著襯套內(nèi)表面從內(nèi)出口側(cè)排出并使所述襯套得到薄膜冷卻。在圖2中，冷卻空氣是沿著從右向左的方向流動的。
由于孔14大體為圓柱形的，因此在它們與外表面16相交的入口處和與內(nèi)表面16b相交的出口處形成了橢圓形的輪廓線。
如上所述，對襯套進行激光打孔能夠去除其基體材料，從而形成了單個孔14。圖3中詳細地示出了其中一個孔14的放大視圖。
隨著激光從鉆出的孔排出的一些物質(zhì)重新沉積或熔接在襯套表面16上，從而形成了從表面的相應部分向外突出的小凸起18a，表面的其余部分未受影響以保持其初始光滑的表面光潔度。一些隨著激光排出的物質(zhì)還附著或熔接在每一個孔的入口周圍，從而形成了一個飛邊18b。
圖3示出了所述薄膜冷卻孔14的橢圓形入口，所述入口具有由激光排出物質(zhì)熔接在所述入口的大部分周邊周圍所形成的飛邊18b。如圖4中所示，所述孔在外表面16中的入口處的周邊包括邊角18c，所述邊角18c的一邊與襯套外表面16相鄰接，另一邊與孔14的內(nèi)表面相鄰接。在激光打孔過程中，所述飛邊18b通常熔接在一部分或所有入口邊角18c上。
因此，在圖3和圖4中所示的激光排出物質(zhì)18a和18b形成了從所需薄膜冷卻孔的輪廓線和具有所需光滑表面光潔度的襯套表面16突出的不希望得到的凸起。如上所述，在常規(guī)操作中利用空氣／水輔以噴砂清理以去除所述激光排出物質(zhì)，這種方式成本很高并在減少已修整表面16上的去除材料方面需要非常小心。
根據(jù)本發(fā)明，利用圖1中所示的一種新的表面處理方法能夠快速和安全地從激光打孔的燃燒室襯套上去除激光排出物質(zhì)。通過以一個較小的入射角B將一股存在于一種載體流體22(例如，空氣)中的柔韌或柔軟的細粒20排放或噴射到襯套表面16上來對該襯套表面16進行處理。所述柔韌細粒和較小的表面角B使所述細粒沿著表面16橫向清理，從而能夠以可選擇的方式將目標物從襯套表面去除。如在后面將詳細描述的，所述目標物可包括以凸起18a或飛邊18b的形式存在的激光排出物質(zhì)，甚至可包括所述孔與表面之間的成圓角的角部18c。
需要去除的目標物可以不同的形式與表面16相鄰接，在所述表面16經(jīng)受摩擦處理以有選擇地去除目標物時，還能使該表面的光潔度受到很小的損壞或者不影響其表面光潔度。在本發(fā)明所涉及的持續(xù)清理表面(S3)的過程中，細粒20摩擦所述表面和目標物以有選擇地將目標物明顯地從鄰接表面16上去除。
例如，在圖4中所示出的各種目標物18a、18b、18c沿著襯套表面是不連續(xù)的，這有助于去除所述目標物，同時還可保護光滑的襯套表面16。在所述載體流體22內(nèi)的細粒20以較小的入射角B被引導到襯套表面16上。所述細粒20是柔韌和有彈性的，并且在初始狀態(tài)下是壓縮的，這樣當所述細粒20沖擊襯套表面時，所述細粒在沖擊位置區(qū)域中回彈很小或者不回彈。所述較小入射角B能夠使所述細粒基本上以平行于表面16的方式清理所述表面，從而能夠?qū)λ霰砻嫣峁┍Ｗo作用，同時對突出的目標物進行沖擊以去除這些目標物。
如圖5中以放大的方式所示出的，細粒流20在相應的沖擊位置上方?jīng)_擊襯套表面，所述沖擊位置包括一個或多個孔14以及周圍的表面16。當所述柔韌的細粒與表面16接觸時，所述細粒壓縮，并且由于細粒所具有的動能以及在所述表面上方流動的載體流體22的覆蓋而使細粒沿著所述表面平行移動。這樣，可利用細粒在有限的距離內(nèi)沿著襯套表面以在所述表面上回彈很小或沒有明顯回彈的方式流動來維持這種持續(xù)表面清理效果。
在圖5中所示的優(yōu)選實施例中，所述細粒20包括一種重量輕且具有彈性的材料，諸如海綿、橡膠、毛氈、塑料、泡沫材料或者其它彈性材料。所述細?？删哂虚_孔或閉孔的巢室。所述細粒20最好包括嵌入其中的磨粒20a，但是在其它實施例中可省去磨粒。適用的磨粒例如包括各種礦物、金屬氧化物以及黑胡桃殼的顆粒。
一種適用的柔韌細粒是由Sponge-Jet Inc．of Eliot，Maine以商標Sponge Media售出的。這種海綿介質(zhì)包括一種開孔的聚氨酯載體，在所述載體中浸入了具有不同研磨功能的不同類型的研磨材料。另外，這種海綿介質(zhì)的一種形式是沒有研磨材料。
在本發(fā)明所涉及的持續(xù)表面清理中，用于排出所述柔韌細粒的設備也是由Sponge-Jet Inc．所出售的，只是在操作上進行了不同的改進。在常規(guī)的操作中，所述海綿介質(zhì)是以垂直于一個工件的表面或者靠近所述表面的方式吹送的以去除所述表面上的涂層并可對下面的表面進行靠模加工。因此，所述海綿介質(zhì)的沖擊不僅能夠去除位于所述表面上的涂層，而且還能去除該表面下的材料以改變其表面光潔度。
如上所述，作為一個工件的燃燒室襯套10通常具有一個精加工表面，在從所述表面上去除目標物時最好使該表面受到保護。由于在上述實施例中的目標物是熔接在襯套表面上的激光排出物質(zhì)，因此所述目標物與表面下的材料相同，并且需要對所述目標物和表面下的材料進行適當?shù)膮^(qū)分以防止表面受到損壞。
因此，圖1示出了一個由Sponge-Jet Inc．所出售的常規(guī)噴吹裝置24，根據(jù)本發(fā)明，為了達到持續(xù)表面清理的效果，對該裝置進行了改進。該裝置24包括一個料斗26，柔韌細粒20儲放在其中。所述料斗26以流體連通的方式與一個輸送管道28相連，細粒20通過所述輸送管道28被排放。
一個空氣壓縮機或泵30以可操作的方式與所述輸送管道28相連用于在適當?shù)膲毫ο绿峁┳鳛檩d體流體22的空氣，所述空氣攜帶所述細粒并通過一個適當?shù)膰娮?2排出所述細粒流。根據(jù)本發(fā)明的一個特征，對噴嘴32進行了改進使其包括一個橢圓形的吹風口34，所述橢圓形的吹風口34用于橫向吹送所述細粒流20以增大表面覆蓋率。另外，最好選擇大約在30-40psi范圍內(nèi)的低空氣壓力以均勻地排出細粒流。
圖1中所示的噴嘴32最好以固定的方式安裝在一個適用的固定支承件36上并且對準或指向所需的襯套表面以進行清理。所述燃燒室襯套10適當?shù)匕惭b在一個主軸或心軸38上，所述主軸或心軸38與一個適用的馬達40相連，從而使所述襯套相對于噴嘴32轉(zhuǎn)動。在這種結(jié)構中，所述噴嘴32可以大體正切的方式指向所述襯套表面16以對襯套表面進行清理。
圖1示意性地示出了該組裝的燃燒室，所述燃燒室包括其外套和內(nèi)套、圓頂以及空氣旋流器。但是，最好在組裝該燃燒室之前對每一個襯套進行清理以使每一個襯套的兩個表面可在不受影響的情況下被清理。
如圖4中詳細示出的，用于排出細粒20的所述噴嘴以較小入射角B指向所述襯套表面。在一個已測試的實施例中，該入射角B為30°，并且可以看到，所述細粒與襯套表面接觸并保持摩擦狀態(tài)，所述細粒在至少幾個厘米的距離范圍內(nèi)不會出現(xiàn)明顯的回彈。入射角B高至約45°也能夠獲得持續(xù)表面清理的效果。
所述入射角B可隨著輸送裝置24的操作空氣壓力和所用柔韌細粒的類型而改變，例如可增大到大約60°。所述入射角B的極限角度是所述細粒在其沖擊位置處從所述表面回彈的角度，并且在對所述表面進行橫向或持續(xù)清理中具有相應損耗。另外，較小的入射角可用于防止磨粒嵌入到所述表面中。
由于細粒的材料去除性能使所述細粒在所述沖擊位置處對于目標物和相鄰襯套表面的用量是類似的，因此使細?；貜椀臎_擊是不希望的。另外，由于磨?？赡軙度氲焦ぜ砻嬷校虼耸鼓チＲ源怪庇诠ぜ砻娣较驔_擊所述表面是不希望的。
相反，持續(xù)表面清理大體是以平行于襯套表面的方式吹送細粒20的，從而所述表面去除的材料是很少的或者是不會從所述表面上去除材料，同時橫向沖擊從所述表面突出的各種形式的目標物。利用所述細?？稍诓粐乐赜绊懸r套表面的情況下容易地去除突出的目標物，特別是能夠保持所述表面的光潔度。
形成圖3中示出的傾斜薄膜冷卻孔是特別重要的，這不僅能夠去除在所述孔與襯套表面相交處形成在所述孔周邊周圍的激光排出物，而且能夠沿著所述孔的周邊形成一個圓角以消除尖銳的邊緣，否則尖銳的邊緣會帶來不希望的應力集中或者對通過噴嘴排出的冷卻空氣平穩(wěn)流動產(chǎn)生干擾。
因此，在一個優(yōu)選實施例中，所述細粒流20首先以一個側(cè)角或目標角C偏斜地指向所述孔的背風的第一側(cè)面，首先沿著所述孔的迎風的第二側(cè)面接收細粒以便使角部目標物18b和18c形成圓角，所述孔的迎風的第二側(cè)面相對于所述橢圓形周邊的主軸線與所述背風的第一側(cè)面是相對的。
如圖4和圖5中詳細示出的，因此細粒20沿著第一方向清理所述孔以沿著所述孔的迎風的第二側(cè)面沖擊角部目標物18b和18c使之形成圓角。這樣，不僅在襯套表面上的目標凸起18a通過橫向清理被去除，而且在細粒橫向移動路徑上的目標飛邊18b也從襯套表面上被擦去。另外，在所述孔的第二下游側(cè)面上的一些目標飛邊18b被擦去，位于下面的角部目標物18c也被擦去，從而形成了光滑的且輪廓分明的圓角。
圖6示出了一個在沿著第一方向被擦過后的一個孔14，其中一部分目標飛邊18b仍在襯套表面下方，這是由于這部分目標飛邊18b隱藏在圖5中所示的橫向清理細粒的盲區(qū)內(nèi)。初始被去除的目標凸起以及第一側(cè)面飛邊18b的露出部分由假想線示出。
如圖6中所示，所述細粒流接著再偏斜地指向所述孔14的第二側(cè)面以沿著所述孔相對的第一側(cè)面使仍存在的角部目標物18b和18c形成圓角。這樣，所述細粒20以一個相反的第二方向清理孔14以沿著所述孔的相對的第一側(cè)面沖擊角部目標物18b和18c以使其形成最終的圓角。沿著第一側(cè)面的最終圓角由假想線示出。
如圖3中所示，所述細粒20以較小入射角B指向襯套表面，并且最好以所述目標角C偏斜以對準在所述孔的相對側(cè)面上的飛邊18b。如圖3中的實線所示，所述細粒20初始指向所述孔的一側(cè)，這可通過將如圖1中所示的噴嘴32以大體正切的方式安裝在燃燒室襯套周邊來達到。
如圖3中的假想線所示，細粒20接著以一個大小相等但方向相反的側(cè)角C再指向所述孔的相對側(cè)面以去除飛邊并使所述孔周邊的相對側(cè)面成為圓角。這可通過以一個與襯套周邊大體正切方向相反的方向重新安裝如圖1中所示的噴嘴32來達到。
因此，伸入到細粒流動路徑中的任何表面不規(guī)則或不連續(xù)的物質(zhì)可被就地擦去，同時平行的表面得到保護。這樣，所述清理細?？赏ㄟ^沖擊凸起18a和向外突出的目標飛邊18b以及相對于細粒流動方向在所述孔下游側(cè)上的向內(nèi)突出的飛邊來對所述表面進行有效的清理和去除目標物。
盡管所述側(cè)角C可是90°以使細粒的指向大體垂直于所述孔的相對側(cè)面，但是這個角度最好相對于所述孔的兩個側(cè)面是傾斜的以分別輪流對所述孔進行清理。該側(cè)角C最好小于90°，例如可在大約45°-80°的范圍內(nèi)。
如圖3中所示，所述孔14傾斜地貫通襯套10并且在襯套表面處形成了橢圓形孔的輪廓線。所述細粒流相對于所述孔最好以一個尖銳的展開角指向所述孔以便在操作過程中對所述孔中的細粒進行自清潔或清洗。如圖3至圖5中所示，當所述細粒遇到傾斜的所述孔時，所述細粒將從所述孔排出而不是聚積在孔中。所述細粒的這個主要移動方向能夠防止所述細粒在上游改變其流動方向。
相反，如果細粒的指向與圖3中所示方向相反，其中所述細粒將與所述孔形成一個鈍角的展開角，那么容易使細粒進入所述孔中并聚積在其中。
如圖1和圖2中所示，所述薄膜冷卻孔14在橫向上是相互隔開的并且以任何常規(guī)的多孔圖案分布在露出的襯套表面16上，這些孔的分布是比較密集的，通常每平方厘米具有許多孔。為了在清理過程中使細粒的清理速度能夠達到最大，最好利用橢圓形流吹風口34使所述細粒流吹過襯套表面，從而可在其清理區(qū)域內(nèi)對所有的目標物進行清理和沖擊。
如上所述，使包括從所述襯套表面向外突出的激光排出凸起18a和孔的飛邊18b的各種目標物都在細粒的橫向沖擊路徑內(nèi)，從而利用細粒的橫向清理可有效地擦去和去除從所述表面向外突出的目標物。
通過將燃燒室襯套10安裝到與馬達40相連的主軸38上以使所述襯套以順時針或逆時針方向輪流轉(zhuǎn)動，從而可使清理過程自動進行。這樣，噴嘴32可適當?shù)匚挥谂c外燃燒室襯套或內(nèi)襯套大體正切的位置，當進行清理時使襯套轉(zhuǎn)動。所述細粒和轉(zhuǎn)動表面之間的相對速度應該受到限制以防止出現(xiàn)細粒從表面回彈的不希望的現(xiàn)象。
所述噴嘴可根據(jù)需要經(jīng)過所述燃燒室的整個軸向范圍以對產(chǎn)生了激光排出物質(zhì)的燃燒室襯套的露出的外表面和內(nèi)表面進行清理。另外，也可從所述孔的角部清理激光排出物質(zhì)，接著利用細粒的處理使所述角部形成適當?shù)膱A角。
因此，持續(xù)表面清理能夠從燃燒室襯套去除激光排出物質(zhì)，并且還能夠在所述孔與露出的襯套表面相交的位置處在所述孔的周邊周圍形成圓角。另外，持續(xù)表面清理能夠在不改變或影響其它襯套表面光潔度的情況下在除了直接去除目標物的位置之外去除激光排出物質(zhì)。細粒在整個襯套表面上的清理作用除了有選擇地去除表面上和薄膜冷卻孔內(nèi)的激光排出物質(zhì)以外幾乎沒有對襯套表面造成可察覺的影響。
如上所述，所述柔韌細粒20可具有任何適當?shù)慕Y(jié)構和組分，只要當以較小入射角將它們排放到工件表面上時能夠消除或降低細粒從工件表面回彈的可能性即可。在大多數(shù)的應用中的柔韌細粒包括一種適用的磨粒，所述磨?？筛鶕?jù)需要采用各種任何常規(guī)的形式以擦去工件上的外部突出物以及在工件中的不連續(xù)處擦去基體材料，諸如薄膜冷卻孔的角部。
所述柔韌細粒在其中沒有磨粒的情況下甚至可用于去除例如工件表面上的膠紙帶，否則由于膠紙帶通常是粘到工件表面上的，因此是比較難于去除的?？稍诓挥绊懕砻婀鉂嵍鹊那闆r下將膠紙帶從表面上去除干凈。
根據(jù)本發(fā)明上述的持續(xù)表面清理方法除了具有上述應用以外，還具有各種用途。這樣的清理是可選擇的或優(yōu)先的，并且能夠有效地就地去除表面中不連續(xù)部分處的材料，其中細粒的吹送方向與表面基本上是平行的。所述清理方法所具有的特別優(yōu)點是，在生產(chǎn)部件的各個最終制造步驟中不會對部件先前的光潔度造成不利影響。
在上述的燃氣輪機燃燒室襯套中，以一種優(yōu)選的方法清理多個薄膜冷卻孔以保持襯套表面光潔度，同時去除激光排出物質(zhì)以及使薄膜冷卻孔的入口端和出口端形成圓角。采用持續(xù)表面清理方法對其它燃氣輪機部件進行清理也是比較好的，特別是對具有不同要求的部件。
盡管上述內(nèi)容是針對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的，但是對于本領域普通技術人員來說，根據(jù)前面的教導顯然能夠?qū)Ρ景l(fā)明進行各種改進，因此包含在后面權利要求書中的各種改進都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1．一種用于處理一個工件(10)的一個表面(16)的方法，包括將在載體流體(22)中的柔韌細粒流(20)以一個較小入射角排放到所述表面上；以及使所述細粒沿著所述表面進行橫向清理以便有選擇地將目標物(18)從所述表面上去除。
2．一種如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標物(18)與所述表面(16)相鄰接；以及所述細粒(20)清理所述目標物(18)以便有選擇地將目標物(18)從所述相鄰接表面上明顯地去除。
3．一種如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述目標物(18)沿著所述表面限定了一個不連續(xù)部分；以及所述細粒(20)以平行于所述表面的方式進行清理以保護所述表面，并且沖擊所述目標物以去除所述目標物。
4．一種如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述目標物限定了一種凸起(18a)，所述凸起(18a)位于所述表面的一部分上并且從所述表面向外突出；以及所述細粒(20)擦過所述表面并沖擊所述目標凸起以將所述目標凸起從所述表面上去除。
5．一種如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述工件(10)中包括一個孔(14)，所述孔貫通所述表面(16)，所述孔具有一個周邊角部，所述周邊角部與所述表面相連以限定所述目標物(18c)；以及所述細粒(20)擦過所述表面并沖擊所述目標角部(18c)以使其成為圓角。
6．一種如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述細粒(20)以一個第一方向擦過所述孔(14)并沿著所述孔的一個第二側(cè)面沖擊所述角部目標物(18b，18c)以使其成為圓角。
7．一種如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述細粒(20)以一個相反的第二方向擦過所述孔(14)并沿著所述孔的一個相對的第一側(cè)面沖擊所述角部目標物(18b，18c)以使其成為圓角。
8．一種如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述角部目標物(18b)從所述表面向外突出，并且所述細粒以對所述角部目標物(18b)進行沖擊的方式對所述表面進行清理以將所述表面的向外突出物質(zhì)去除。
9．一種如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述角部目標物(18b)向內(nèi)伸入到所述孔(14)內(nèi)，并且所述細粒以對所述角部目標物(18b)進行沖擊的方式對所述孔進行清理以將所述孔的向內(nèi)突出物質(zhì)去除。
10．一種如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述孔(14)傾斜地貫通所述工件以在所述表面(16)處形成一個橢圓形輪廓線，所述孔包括相對的第一側(cè)面和第二側(cè)面，所述第一側(cè)面和第二側(cè)面界定了一個主通道；以及所述細粒流傾斜地指向所述孔的第一側(cè)面和第二側(cè)面。
11．一種如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述細粒流(20)傾斜地指向所述孔(14)的第一側(cè)面以沿著所述孔的第二側(cè)面使所述角部目標物(18b，18c)成為圓角；以及接著使所述細粒流(20)傾斜地再指向所述孔(14)的第二側(cè)面以沿著所述孔的第一側(cè)面使所述角部目標物(18b，18c)成為圓角。
12．一種如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述細粒流(20)以一個與所述孔之間所形成的尖銳的展開角指向所述孔以便進行自清潔。
13．一種如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述工件(10)包括多個孔(14)，在所述表面上的所述多個孔(14)在橫向上相互隔開；以及所述細粒流吹過所述表面以沖擊所述表面上的相應的角部目標物(18b，18c)。
14．一種如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述工件包括一個燃氣輪機燃燒室襯套(10)，所述襯套包括多個貫通所述襯套的薄膜冷卻孔(14)，所述多個薄膜冷卻孔(14)限定了多個所述角部目標物(18b，18c)。
15．一種如權利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以激光打孔的方式使所述薄膜冷卻孔貫通所述襯套(10)以形成所述角部目標物(18b，18c)，所述角部目標物(18b，18c)中包括激光排出物質(zhì)；以及對所述襯套表面和角部目標物(18b，18c)進行清理以去除所述激光排出物質(zhì)。
16．一種如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對所述襯套表面(16)和角部目標物(18c)進行清理以使所述角部目標物(18c)形成圓角。
17．一種如權利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在不改變所述表面的光潔度的情況下對所述襯套表面(16)和角部目標物(18c)進行清理。
18．一種如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述細粒(20)包括開孔的海綿。
19．一種如權利要求18所述的方法，其特征在于，所述細粒(20)還包括嵌入其中的磨粒(20a)。
20．一種如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述海綿細粒(20)包括聚氨酯。
21．一種用于處理一個工件(10)的一個表面(16)的方法，所述工件(10)具有一個與所述表面相鄰接的不連續(xù)部分以限定一個目標物(18b，18c)，所述方法包括將在載體流體(22)中的柔韌細粒流(20)以一個較小入射角排放到所述表面上；以及使所述細粒沿著所述表面進行橫向清理以便有選擇地去除與所述表面相鄰接的所述目標物。
22．一種如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述細粒以平行于所述表面的方式進行清理以保護所述表面，并且沖擊所述目標物(18)以去除所述目標物。
23．一種如權利要求22所述的方法，其特征在于，所述工件(10)中包括一個孔(14)，所述孔貫通所述表面(16)，所述孔具有一個周邊角部，所述周邊角部與所述表面相鄰接以限定所述目標物(18c)；以及所述細粒(20)擦過所述表面并沖擊所述目標角部(18c)以使其成為圓角。
24．一種如權利要求23所述的方法，其特征在于，所述工件包括一個燃氣輪機燃燒室襯套(10)，所述襯套包括多個貫通所述襯套的薄膜冷卻孔(14)，所述多個薄膜冷卻孔(14)限定了多個所述角部目標物(18b，18c)，并且所述方法還包括以激光打孔的方式使所述薄膜冷卻孔貫通所述襯套(10)以形成所述角部目標物(18b，18c)，所述角部目標物(18b，18c)中包括激光排出物質(zhì)；以及對所述襯套表面和角部目標物進行清理以去除所述激光排出物質(zhì)。
全文摘要
通過以一個較小入射角將在一種載體流體(22)中的柔韌細粒流(20)排放到一個工件(10)的一個表面(16)上以對所述表面進行處理。接著使所述細粒沿著所述表面進行橫向清理以便有選擇地將目標物從所述表面上去除。
文檔編號B24C3/00GK1281770SQ0012166
公開日2001年1月31日 申請日期2000年7月21日 優(yōu)先權日1999年7月23日
發(fā)明者J·S·肖 申請人:通用電氣公司