联接环锻模及其电解加工工装设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：联接环锻模及其电解加工工装设计系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师2012年12月24日1、毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）：1.1题目背景和意义电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势，它加工范围广，生产率高，加工质量好，工具阴极无损耗，而且可用于加工薄壁和易变形零件。采用电解加工实现模具加工具有表面质量好，使用寿命长，脱模好，成本低的优点。目前，电解加工已获得广泛应用，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺等加工。并且在许多零件的加工中，电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。通过本课题的设计，达到：（1）培养学生综合运用所学的基础课、技术基础和专业课的知识，分析解决工程技术问题的能力；（2）巩固加深扩大基本理论和技能；（3）受高级工程技术人员能力的训练；调研、查阅文献，制定方案、设计、撰写。（4）创新能力和团队精神。1.2国内外的研究情况电解加工在国外是五十年代出现的。由于它具有效率高、质量好,复杂型面可一次成型,以及不受被加工材料机械性能的限制,工具耗损小等优点,所以受到普遍重视。六十年代,在航空发动机叶片及锻模加工方面取得了比较显著的成效,主要应用于锻模型腔、深孔、小孔、长键槽等截面叶片整体叶轮以及去毛刺等,并取得了显著的技术、经济效果，因此,得到比较迅速的发展。据统计，自1960年到1975年，电解加工在难切削材料加工中所占的比例增加两倍，从1960年的15%增加到1975年的45%。八九十年代在某些领域得到了新的应用，其应用要求也越来越高。九十年代后期起，电解加工研究机构及人员逐渐壮大，应用领域（尤其在航天、航空、兵器领域）进一步扩展，研究成果及论著数量激增，工艺技术水平、设备性能及产业发展均达到了一个新的高度。进入新世纪以来，高速发展的高新技术和电解加工融合，使其面临从一般加工到精密加工的突破。目前电解加工工艺技术研究涉及的方向很多，主要集中在电解复合加工、细微加工、数控展成加工及高频脉冲电流加工等几大领域。2、本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施：2.1联接环设计的主要内容研究的对象是联接环热锻模，如图1和图2，设计一套加工该热锻模的电解加工工装，包括：（1）联接环热锻模电解加工阴极；（2）装夹热锻模加工阴极和工件的夹具装置；（3）运用Pro/E、UG等软件画出联接环热锻模电解加工工装三维装配图。电解加工装置除了应保证工件装夹和定位外，还应考虑导电、供液、流场分布，非加工面的保护，工件和工具（即正负极、阴阳极）之间的绝缘等问题。图1联接环的二维图图2联接环的三维图2.2联接环的研究方案方案一：从阴极方面提出。设计可以用cos法设计，给阴极一定的角度进行加工，根据所给工件的形状设计阴极。对加工阴极流场的设计应与液流通道的设计匹配。阴极结构主要由本体、引导/支承、电解液流道三大部分组成，不同类型的阴极主要是本体结构不同。阴极结构应保证流场均匀，不短路，同时应选择合理的工艺参数保证加工效率、性质尺寸精度和表面质量。方案二：从流场方面提出。常见的流场形式有正流、反流和测流或复合形。流场一般是根据加工对象的几何形状确定的，对于圆孔、型孔类可采用正流式或反流式。除了要正确选择流动形式外，还要合理设计通液槽。通液槽的布局直接影响电解液的流线分布，因而其布局设计原则应该是保证流线能均匀地分布在整个加工表面上，且应避免流线相交，不出现贫液区；力争流程均匀且尽可能地缩短流程。方案三：从导电方面提出。为确保电解液进入加工间隙区时流场的均匀和稳定，在进入加工区域或通液槽之前必须有进口导流段，为确保加工间隙出口处流场的均匀稳定，在流出加工区后也应有出口导流段。导流结构主要取决于电解液的流动方式，正流式加工的导流段置于阴极本体内，反流式加工则要设计专门的水套，与阴极体共同构成进水的导流腔。工件的导电回路有两类结构，一类是引入导线，将其终端的线鼻子直接压紧到工件及其阴极的导电面上；另一类是通过工作台将电流传输到工件定位块上，通过阴极安装版传输到工具阴极上。3、本课题研究的重点及难点，前期已开展工作：3.1研究的重点及难点3.1.1联接环阴极的设计阴极材料一般选黄铜或导电性能好、便于补焊修理电解加工中造成的短路烧伤缺陷的低碳钢。阴极设计时,首先是选择或确定加工底部的间隙值,间隙值值越小,加工的质量越高,但也越容易短路,造成流场设计复杂。通常,影响间隙值的因素较多,所以在机床、电源条件允许的情况下,建议取间隙值在0.15mm0.30mm之间。间隙的计算一般分下列三种情况。第一种是圆弧部分的间隙计算，第二种是形锻斜度7°位置间隙计算，第三种是有45°斜面处的间隙计算。3.1.2联接环电解流场的设计电解液系统是由电解液(含NaCl水溶液)、水泵、管道、经阴极进入加工区,使正负极之间产生电解作用,并不断将电解产物冲刷排除掉,保证加工顺利完成。此处流场的设计,是指阴极到加工区的设计。其设计原则是:电解液顺利通过并完全覆盖阴极端面,不得有任何空区、死水区和涡流区。3.2前期已开展工作前期认真阅读了毕业设计的任务书，然后去图书馆借阅了相关的书籍，并且上网浏览资料，参阅了一些文献，使自己加强了对电解加工的认识，对课题的研究起了很大的帮助，通过这些完成了毕业设计的开题论文。另外，还根据老师给的零件图，仔细分析了其结构特征，完成了联接环的CAD二维图和Pro/E三维图。4、完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）：12周：熟悉课题，完成关于电解加工的2000字文献综述，翻译外文资料；3周：确定联接环热锻模设计及其电解加工工装方案，绘制其结构草图，准备开题答辩；46周：进行联接环热锻模设计及其电解加工阴极设计计算；79周：进行联接环热锻模电解加工工装设计，包括导电、供液方式和流场设计，准备中期答辩；1015周：完善整个电解加工工装设计、完成装配图（包括三维装配图）及零件图的绘制等工作；1618周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提请指导教师检查，准备毕业答辩。5指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师：年月日6所在系审查意见：系主管领导：年月日