在航空发动机热端金属构件表面涂覆热障涂层可以提高构件的承温能力、延长构件服役寿命、降低发动机油耗。但是,热障涂层的使用给金属构件上微小孔的电火花加工带来困难。为了有效解决这一难题,本文开展了磨料水射流与电火花组合制孔方法的可行性研究,利用磨料水射流冲蚀去除热障涂层,然后采用电火花加工方法完成微小孔结构加工。首先,开展了热障涂层的磨料水射流冲蚀加工试验研究。对电子束物理气相沉积法(EB-PVD)及等离子喷涂法(APS)制备的热障涂层进行磨料水射流冲蚀加工试验,分析射流压力、靶距、磨料浓度、冲击时间、磨粒粒径以及磨料种类等因素对冲蚀孔形的影响规律,探明合理的冲蚀加工参数范围。试验结果表明,EB-PVD热障涂层冲蚀孔型呈“W”型,而APS热障涂层冲蚀孔型多呈“U”型,APS热障涂层的冲蚀去除速率高于EB-PVD热障涂层。两种热障涂层冲蚀表面均没有发现明显微观裂纹。其次,针对APS热障涂层开展了冲蚀孔形几何特征建模研究。选择磨料浓度、靶距和冲孔时间三个参数设计了正交试验,分析了各参数对孔径和孔深的影响显著性。采用幂函数模型和二次多项式回归模型对孔径与孔深进行建模,结果发现,二次多项式模型预测精度要高于幂函数模型。针对APS热障涂层喷涂厚度不均匀的问题,提出在模型预测基础上增加冲孔时间的解决方法,试验发现,增加时间为5s时基本可以去除孔底部多余的热障涂层材料,且对孔径的影响最小。最后,在磨料水射流冲蚀孔形上进行了电火花穿孔加工试验研究。分析了管电极直径大小对冲孔后电火花可加工性的影响,研究了热障涂层去除后金属基体裸露率与电火花可加工性之间的关联,探讨了电火花放电参数对热障涂层的影响。结果发现,采用较小直径的管电极进行加工可减少热障涂层表面微裂纹的产生,过大的峰值电流、脉冲宽度以及冲液压力会对已冲蚀成型的热障涂层产生二次蚀除的风险,且易出现分层开裂现象。