联接环锻模及其电解加工工装设计（全套含CAD图纸及3D建模）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共37页)
编号：1027193
类型：共享资源
大小：17.23MB
格式：RAR
上传时间：2017-02-17
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
联接
锻模
及其
电解
加工
工装
设计
全套
cad
图纸
建模
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
工 件 这 下 面 都 不 要 然 后 改 一 下 这 是 个 底 座下面改成类似这样的 一个凹形槽 中间方的打剖面线的是工件 把工件固定好 然后加个密封圈 大概就这样 具体你们在想想 模具工业20051总297热锻模电解加工工具电极的反拷和修正沈健(合肥工业大学，合肥230009)摘要：分析了热锻模电解加工工具电极反拷时会出现的问题，在此基础上介绍了工具电极的反拷和修正方法，并列举了加工实例。关键词：热锻模；电解加工；工具电极中圈分类号：，脚文献标识码：0012005)11004704r他瑚始i，t0。非常适合于加工热锻模。电解加工的生产率高，加工的零件表面粗糙度m1卵m，平均加工精度为O1嘶一，可以满足热锻模精度要求；电解加工可以一次加工出复杂的型腔，加工不受材料硬度和强度限制，加工过程没有切削力，电解加工热锻模时，可以先热处理，后加工型腔，这样加工出的热锻模没有切削力和布沾上适量抛光剂，人工反复擦拭若干次后就可以露出钛材金属本色，得到的线材整洁光亮。(3)使用压力模拉伸速度本可以提高，但为了确保润滑，有意将速度降低，经实验证明，各种线材的拉速在使用压力模后，应降低12左右。压力模设计中没有考虑冷却系统，若加上后，则拉速可适当提高以确保产量。(4)在没有使用清理筒时，常发生线材拉毛现象经检查在压力嘴处有金属碎屑，修模时发现粘模现象。使用清理筒后，该现象大大减小，证明粘模是由金属屑引起，而不是由于润滑不当导致钛材和拉模粘接。由此可见，使用压力模不仅工艺简单。操作环境干净，而且润滑性也是可靠、良好的。5结束语采用单体螺压式压力模精整拉伸。可以得到尺寸精度、表面粗糙度高的钛线材，由于选用附着力较低的润滑剂，可使拉伸后的线材表面易于清理，所拉线材质量好，光亮整洁。该压力模也适用于其它有色金属圆线和异型线的拉伸，其优越性还可进一步体现。参考文献：【国宏钛台金棒线材生产及市场预测【998，(4)：249252【2】钛合金文集编辑组钛合金文集上海：上海科学技术情报研究所，1研5【3合金半成品加工有金属材料与工程杂志社，1996106107【41马怀宪金属塑性加工学北京：冶金工业出版社，19895】姚若浩技术压力加工中的摩擦与润滑【京：冶金工业出版社1990万方数据48模具工业20051总2卯型腔热处理引起的残留应力和变形；电解加工时工具电极不损耗，加工出的型腔一致性好，这对于有一定批量的热锻模加工非常有利。但是，热锻模电解加工的工具电极的设计、制造比较困难，是热锻模电解加工中豹一个难点。实际生产中反拷法是制造工具电极的有效方法。2工具电极的反拷方法热锻模电解加工的工具电极可以根据理论计算的结果来加工，但由于电解加工的电场、流场很复杂，难以精确描述，在理论计算时做了一些假设，得到的只是近似解，因而按理论计算结果加工出来的工具电投仍需经过试加工修正。采用反拷法是实际生产中制造工具电极的有效方法，即：先按照热锻模分型面尺寸加工出工具电极毛坯(如采用线切割加工的方法)，然后将工具电极毛坯接直流电源正极，标准热锻模(加工好的，型腔尺寸和表面粗糙度符合要求的热锻模)接直流电源负极，进行反拷加工，也就是用标准热锻模的型腔做阴极来加工工具电极，直至工具电极上所有的面部被加工出来为止。对反拷出来的工具电极进行适当修整后，再用这个电极去加工热锻模，将加工出的型腔与标准热锻模型腔进行对比测量，根据测量结果修正工具电极，直至加工出合格的热锻模型腔。在反拷加工时，接直流电源正极的工具电极的下口部分加工时间最长，由于有杂散腐蚀在整个反拷加工过程中它一直被去除，因而它的尺寸最小；而上口部分最后成形，加工时间最短，它的尺寸最大。当用反拷出的这个工具电极进行正常加工时接直流电源负极的工具电极的下口对应的型腔是最后成形的，其加工时间最短，加工出的型腔尺寸最小；工具电极的上口对应的型腔上口加工时间最长，加工出的型腔尺寸最大。那么，与标准型腔相比，用反拷的工具电极加工出的型腔上口扩大。下口缩小，其示意图如图1所示。上述问题是工具电极反拷时需要解决的一个关键问题，这个问题的实质就是要保证反拷工具电极的下口尺寸不小。因为阴极上口尺寸大了，可以作者简介：沈健(1956一)，男江苏溧阳人，副教授，主要从事电化学加工方面的研究，地址：安徽省合肥市屯溪路】蚰号台肥工业大学机械与汽车工程学院。电话：(0551)29嘞l，1385026印3收稿日期：20晒一053】图1反拷的工具电极加工示意图1反拷的工具屯极2加工出的型腔3反拷的标准模型腔在反拷后将多余部分加工掉，而如果阴极下口尺寸小了，要在反拷后补救就困难了。所以，下面常用的几种工具电极的反拷方法都是从保证足够的工具电极下口尺寸这一点出发的。(1)用垂直边反拷模直流电流反拷，采用直流电流加工。若用户的电解加工电源是普通的直流电源，那么反拷和加工都必须采用直流电流。由于采用直流电流进行电解加工的成形精度不商，用标准热锻模做反拷模反拷后工具电极下口尺寸过小。为了解决这个问题，将反拷模的边做成是垂宜边(即没有拔模斜度)，以补偿工具电极下口尺寸，而再用该电极加工出的型腔就会带有一定的斜度。它们之间的关系如图2所示。另外，在反拷时要尽可能采用低加工参数(低加工电压，低进给速度)，这样一方面提高加工精度，另一方面提高加工稳定性。工具电极反拷出来之后，要对其上口尺寸进行适当的修整，然后再进行试加工修正。圈2垂直边反拷模反拷1垂直边标准镘模型腔2反拷的工具电极3加工出的型腔(2)用标准热锻模采用脉冲电流反拷，采用直流电流加工。若用户的电解加工电源是直流、脉冲两用电源，那么可以在反拷时采用脉冲电流，以提高加工精度；在加工时采用直流电流，以提高生产率。采用脉冲电流、非线性电解液进行反拷时，由于加工问隙可以取得较小并且比较均匀，反拷出的工万方数据模具工业200511总297具电极下口足寸不会过小，因而可以用标准热锻模做反拷模。使反拷时工具电极下口处的加工间隙近似等于直流加工时的加工间隙。另外，反拷时也要尽可能采用低脉冲电流加工参数(低脉冲平均电压、低进给速度)。反拷后对工具电极上口进行修整。然后进行试加工修正。(3)用标准热锻模、采用低脉冲电流参数进行小间隙反拷，采用高脉冲电流参数加工。若用户使用脉冲电源和非线性电解液可以用标准热锻模做反拷模，在反拷时取低脉冲电流加工参数，提高加工精度；在正常加工时取高脉冲电流加工参数(高脉冲平均电压、高进给速度)，提高生产率。使反拷时工具电极下口处的加工间隙近似等于正常加工时的加工间隙。3工具电极的修整和修正工具电极反拷出来之后。都要对其上口进行修整，然后进行试加工修正。(1)工具电极上口的修整。由于工具电极的毛坯尺寸大于实际尺寸，所以反拷后要对工具电极的上口进行修整。首先将工具电极按反拷加工出的轮廓沿周边朝上铣1加11左右，然后再沿着上口轮廓周边铣一道2。5m宽，o51图3所示)，在槽中涂环氧树脂绝缘屏蔽，消除工具电极上口部分的杂散腐蚀引起的锻模上口尺寸扩大和圆角增大。同时，也可以根据“预计的加工间隙一实测的反拷加工间隙=去除量”，先将工具电极上口尺寸修小。图3工具电极上的修整拷后的工具电极轮廓3反拷标准模(2)工具电极的尺寸修正。用修整过的工具电极进行试加工，将试加工的型腔与标准热锻模型腔进行对比测量(或用标准热锻模样板测量)。根据测量结果修正工具电极。修正的原则是：型腔大多少，工具电极对应部位修去多少；型腔小多少，工具电极对应部位补焊多少。由于反拷时保证了工具电极有足够的尺寸，所以修正时一般都是将工具电极的多余部分去掉。为了避免将工具电极修小了。不要一次修得过多。另外，还可以通过适当改变加工参数而调整加工间隙来对型腔尺寸进行少量的补偿。(3)浅型腔处工具电极的修正。有的热锻模有局部的浅型腔(如双头呆扳手热锻模的柄部型腔)，这些部位电解加工后的轮廓不清晰，原因是圆角较大。解决的办法是将对应该处的工具电极修成刀口，如图4所示。图4工具电极修成刀口1工具电极2屏蔽层3锻模型腔4加工实例1214双头呆扳手热锻模的电解加工。电解液流动方式：侧水；电解液：12锻模材料：3具电极材料：45钢，型腔投影面积295腔深度3251)工具电极的反拷。按热锻模分型面尺寸加工工具电极毛坯，用标准热锻模反拷，采用脉冲电流，占空比l：23，脉宽率：30机床进给速度O1嘶m血，脉冲平均电压6167v，电解液压力030O34拷时初始加工间隙。=O7衄m，平均加工间隙=o5嘶n，反拷后按照工具电极上口轮廓沿周边往上铣1加n，然后沿上口轮廓周边铣一道宽3o5对应柄部浅型腔部分的工具电极修成刀口，并在屏蔽槽中涂环氧树脂绝缘。(2)试加工修正。由于采用脉冲电流会使生产率有所降低，按厂家要求采用直流电流进行加工。加工参数为：直流，加工电压17v，机床进给速度O25n诚n，电解液压力35始加工间隙o=07嘶m，平均加工间隙=o58工后用样板检测加工出的热锻模型腔，在工万方数据模具工业2005芳1，卢秉恒2(1山东理工大学，山东淄博255049；2西安交通大学，西安255049)摘要：对客户提供的玻璃器样品尺寸进行三坐标测量，在此基础上利用快速成形技术对样品进行三雄造型并制成样品的树脂原型。利用石膏模和与样品相同尺寸的树脂原型制作模具毛坯的型芯，采用中空的毛坯木模来造型，可以实现玻璃模具毛坯的快速铸造；利用模和将样品的尺寸放大补偿样品生产时的收缩。用这种工艺可以快速得到模具毛坯和电极，实现玻璃模具的快速加工。关键词：快速成形；树脂原型；玻璃摸具；毛坯；电极中图分类号：139文献标识码：00005)_跏)0，曲锄，曲撕j蒯舀船毋0伦啪2姗删c。哪毋血唧t孤)e；勇(1964一)，男，山东淄博人教授主要从事新型金属材科开发及快速成型技术研究，地址：山东理工大学研究生处。电话：0533)27龆122E曲时咖g44c基金顷目：山东省自然科学基金资助项目(编号2班14)收稿日期：2005一晒一06以往在生产玻璃模毛坯时，多是利用木模或是客户提供的样品来造型，对于复杂曲面形状的玻璃模具来说，生产周期比较长，而且不便于铸造生产“】。针对这种情况，在西安交通大学生产的快速成形机的基础上，开发了一种基于快速成形的玻璃模具的快速制造工艺。具电极上找到对应型腔尺寸过大的部位，按照大多少修多少的原则，将这些部位修去相应的量，经过2次修正，可以加工出合格的热锻模型腔。5结束语电解加工非常适合于热锻模的型腔加工，但工具电极的设计、制造是一个难点。采用反拷法是实际生产中制造工具电极的有效方法，其关键是保证有足够的工具电极下口尺寸，工具电极的上口尺寸在反拷后进行修整，然后进行试加工修正，使该工具电极能加工出合格的热锻模型腔。参考文献：【1】沈健用于模具型腔加工的电解加工工艺模具工业，1998，(8)：42452】沈健内齿的电化学仿型加工【J】制造技术与机床，2004，(11)：6567万方数据本文由 液压站 建筑吊 篮 合整理发布 电解加工技术的现状与展望 电解加工是利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法，具有加工范围广、生产率高、表面质量好、工具阴极无损耗等显著优点，尤其适合于难加工材料和复杂形状零件的加工。 在经历大约 20 年的低潮后，从 20世纪 90年代后期起，电解加工又重新焕发了生机。其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。 工艺技术研究 相对传统加工和其他优势特种加工技术而 言，电解加工的基础理论较为薄弱，工艺技术尚未成熟。正因如此，其有待研究、开发的空间也更为广阔。近期，电解加工工艺技术研究涉及的方向主要集中在微秒级脉冲电流加工、微细加工、数控展成加工、加工间隙的检测与控制及磁场对电解加工的影响等重点领域。 1 微秒级脉冲电流加工 自 20 世纪 70 年代初起，前苏联、美国、日本、法国、波兰、瑞士、德国等 国内，多家单位也开展了毫秒级脉冲电流电解加工的研究并成功用于工业生产。 随着近代功率电子技术的不断发展，新型快速功率电子开关 元件如 得微秒级脉冲电流电解加工的实现成为可能。 20世纪 90 年代以来，微秒级脉冲电流电解加工基础工艺研究取得突破性进展。研究表明，此项新技术可以提高集中蚀除能力，并可实现 而可以较大幅度地提高加工精度和表面质量，型腔最高重复精度可达 低表面粗糙度可达 1有望将电解加工提高到精密加工的水平，而且可促进加工过程稳定并简化工艺，有利于电解加工的扩大应用。 国内外众多研究机构利用微秒级脉冲电流开展了型腔及叶片型面加工 、型腔抛光、电解刻字、电解磨等工艺可行性试验以及气门模具生产加工试验。 2 微精加工 微细加工是当前电解加工研究中最热点的方向。从原理上而言，电化学加工技术可分为 2类：一类是基于阳极溶解原理的减材技术，如电解加工、电解抛光等；另一类是基于阴极沉积原理的增材技术，如电镀、电铸、刷镀等。这 2类技术有一个共同点，即材料的去除或增加过程都是以离子的形式进行的。由于金属离子的尺寸非常微小 (1 10 )，因此，相对于其它 “微团 ”去除材料方式（如微细、微细机械磨削），这种以 “离子 ”方式去除材料的微去除方式 使得电化学加工技术在微细制造领域、以至于纳米制造领域存在着极大的研究探索空间。 从理论上讲，只要精细地控制电流密度和电化学发生区域，就能实现电化学微细溶解或电化本文由 液压站 建筑吊 篮 合整理发布 学微细沉积。微细电铸技术是电化学微细沉积的典型实例，它已经在微细制造领域获得重要应用。微细电铸是 术一个重要的、不可替代的组成部分，已经涉足纳米尺寸的微细制造中，防伪商标模版和表面粗糙度样块是电铸的典型应用 3。 但电化学溶解（成形）加工的杂散腐蚀及间隙中电场、流场的多变性严重制约了其加工精度，其加工的微细程度目前还不能与电化学沉积 的微细电铸相比。目前电化学微精成形加工还处于研究和试验阶段，其应用还局限于一些特殊的场合，如电子工业中微小零件的电化学蚀刻加工 (美国 司 )、微米级浅槽加工 (荷兰飞利浦公司 )、微型轴电解抛光 (日本东京大学 )已取得了很好的加工效果，精度已可达微米级 3。微细直写加工、微细群缝加工及微孔电液束加工，以及电解与超声、电火花、机械等方式结合形成的复合微精工艺已显示出良好的应用前景 3,4。 近年来，基于毫秒、微秒、纳秒及群脉冲电源，采用单纯电解、电解与超声复合、电解与电火花复合、电解与复合等加工工艺，在 蜂窝状微坑、微细槽、微细轴、微细群孔、微细群圆柱、微器件等加工中，投入了大量的研究。为此，还开发了多功能三维微细电解加工系统、电解微细加工监控系统、微螺旋电极等装置。研究内容涉及微细加工工艺条件、阴极设计制造、加工数学模型建立、运动学仿真、工件表面电场分布有限元分析、反向电流、压力波及电解产物的影响等诸多方面 5 数控展成加工 传统的拷贝式电解加工的阴极设计制造困难，加工精度难以保证。尤其对整体叶轮上的扭曲叶片之类通道狭窄的零件表面，由于受工具阴极刚性及加工送进方式的限制，拷贝式电解加工更难以实现。 20 世纪 80年代初，以简单形状电极加工复杂型面的柔性电解加工 数控展成电解加工的思想开始形成，它以控制软件的编制代替复杂的成形阴极的设计、制造，以阴极相对工件的展成运动来加工出复杂型面。这种加工方法工具阴极形状简单，设计制造方便，应用范围广，具有很大的加工柔性，适用于小批量、多品种、甚至单件试制的生产中。 80 年代中期，前苏联乌法航空学院特种加工工艺及设备研究所以过程控制为突破口，设计了一种柔性电解加工单元，应用特殊的电流脉冲波形和高选择性的电解液，面粗糙 度达 波兰华沙工业大学的 授于 1986 年率先提出了电解铣削的思想，以棒状旋转阴极作类似于圆柱状侧的成形运动来形成加工表面，成功地应用于直升机旋翼座架型面的加工，加工中采用 度可达 面粗糙度达 波兰 行了型面光整加工的试验研究，取得了形状误差小于 而证明了该工艺在模具的光整加工方面具有很好的应 用价值。 美国、英国、俄罗斯都高度重视数控电解加工技术的研究并已得到应用，在新型航空发动机及航天火箭发动机的研制中发挥了重要作用。美国 司和德国 司的五轴数本文由 液压站 建筑吊 篮 合整理发布 控电解加工，美国、俄罗斯仿形电解加工带冠整体叶轮代表了数控电解加工整体叶轮的国际先进水平。 在国内，南京航空航天大学从 20世纪 80 年代中期开始进行数控展成电解加工工艺技术的研究，已在电解加工设备研制、加工机理研究、控制软件编制及工艺试验等方面均取得了重要进展 8具体研究内容包括以下几方面。 （ 1）设备研制。研制了 五轴数控电解加工机床及配套的多轴联动数控系统。该机床具有 3个直线运动坐标轴及 2个旋转运动坐标轴，各轴均采用步进电机驱动。 （ 2）成形规律研究。研究了棒状外喷式阴极、三角形截面内喷式阴极、矩形截面内喷式阴极三种状况下展成电解加工间隙随一些主要工艺参数变化的规律。 （ 3）阴极设计。针对整体叶轮结构，设计制造出了新颖结构的组合式开槽阴极及矩形截面整体式型面精加工阴极，很好地解决了加工过程中易产生的阴极短路烧伤问题。 （ 4）加工软件开发。针对整体叶轮的开槽加工及型面精加工 ,开发了相应的数控展成电解加工软 件，具有叶片型面的数据处理、数控加工的展成运动轨迹计算及整体叶轮的三维型面几何造型等功能。 （ 5）加工工艺试验。包括直纹面、非直纹面整体叶（涡）轮及带冠整体叶轮的展成电解加工、叶片型面电解抛光与五轴联动电解磨削等。 4 加工间隙的检测与控制 电解加工是一个复杂的非线性时变系统。由于加工间隙处于电场和流场的共同作用下，是时间和空间的变化函数，且空间极小，因而在加工过程中适时测量非常困难，特别是对于三维空间的间隙，至今尚无成熟的采样方案的实际应用。但是，随着计算机技术、传感器技术、测试技术、信号处理 技术、电源技术等现代技术的发展，测控过程中存在的难题将逐一得到解决，并最终实现在线测控加工间隙。 近阶段，加工间隙的检测与控制的研究引起了众多关注，研究主要集中在以下方面。 （ 1）采用循环迭代间隙控制方案，快速调整工具进给速度，使之近似等于工件去除速度，从而精确地维持恒定的小间隙，并利用虚拟仪器技术构建电解加工控制系统 11。 （ 2）把加工电流或流体作用在阴极上的六维力作为研究参数，用最小二乘多变元线性拟合法，分别建立平面、斜面阴极加工电流或六维力与加工间隙之间的关系式，用叶片型面加工数据对建 立的关系式进行检验和修正，得到最终的修正关系式。所得关系式在 15%的误差范围内可用于在线检测加工间隙 12 （ 3）采集真实电解加工过程中阴极表面上的力信号，利用小波变换和 经网络，实现间隙的在线通报，并设计模糊控制器。把间隙的误差转化为力的误差及误差的变化信号，以此作为模糊控制器的输入，以加工电压的增量作为模糊控制器输出，实现对间隙的控制。在本文由 液压站 建筑吊 篮 合整理发布 糊控制器和电解加工系统联合组成的智能控制系统的仿真模型，进行仿真试验 14。 （ 4）针 对高频窄脉冲电解加工，对加工间隙进行建模分析，提出了间隙平均电流检测法。通过测量相邻一组平均电流及其方差这 2个参数判断间隙状态，从而对进给速度、进给方向进行相应调整，精确地维持恒定的小间隙，实现快速稳定的加工 15。 5 磁场提高电解加工精度的研究 这项技术早期研究较多的是磁场对电解磨削、电解抛光的影响。近年来，国内开展了电解成型加工叠加磁场的研究。 西安工业大学进行了磁场影响电场的仿真试验及在电解加工装置上叠加磁场的加工工艺试验。试验表明，电解加工过程中叠加磁场会改变原有电场分布，进而改变间 隙流场的分布，从而有利于解决以往电解加工过程中的杂散腐蚀现象，提高电解加工的质量。只有在叠加磁场方向垂直于电场方向且 N 极指向电场叠加磁场时 , 对电场均布有较明显的作用 16。此外，采取切割流线的方向叠加磁场，洛仑兹力的作用有利于成股的束流展开；磁场可以减小电解液的粘度，改善其流动性能，有利于及时排走电解产物和热量，改善加工条件，提高加工稳定性 17。 近期又提出了将多极内封闭渐变磁路和多极外封闭渐变磁路组合后嵌入电解加工装置的方法 , 可消除分股束流、空穴，改善电解加工流场 , 改善工件表面粗糙度；提 高集中蚀除的能力，有效减轻杂散腐蚀 18。 除了上述五大研究方向之外，叶片及整体叶轮加工、炮管膛线加工、周期循环电解加工、电解加工中管理系统的开发等工艺技术的研究均有所创新或突破。 设备研发及应用 电解加工是一种制造技术，常要求设备研发在工艺技术之前。甚至可以说，许多工艺技术必须建立在先有硬件的基础之上（如微秒级脉冲电流加工、振动进给加工等）。 电解加工的设备主要包括机床、电源和电解液系统 3个主要实体以及相应的控制系统。 1 机床 （ 1）成形加工机床。 由于受到、高速加工机床 等强力冲击，在民用工业领域，电解成形加工应用逐年萎缩，模具、叶片等传统优势领域基本失守。 但是，随着国防工业的蓬勃发展，由于具有高效率、高表面质量、无残余应力、无表面再铸层、阴极无损耗等独特优势，电解加工在航空、航天、兵器等工业领域又重新焕发了生机。特别是在发动机机匣、叶片、整体叶轮、长筒零件、异型零件、炮管膛线等产品制造中，电本文由 液压站 建筑吊 篮 合整理发布 解加工机床的需求较旺盛，针对上述零件的专用机床或主要用于特定零件的通用机床产量均出现了明显回升。 早期的电解加工机床，其控制系统多为采用分离元件的继电系统或简易数控系统，其故 障率高，稳定性差，使用寿命短，且控制柔性较差，自动化程度低。近年开发的电解加工机床，均采用了 机界面采用触摸屏。因而显著提高了设备的先进性能以及现场恶劣环境中运行的可靠性和稳定性 19。 （ 2）去毛刺机床。 近年来，由于对产品高品质的追求和电解去毛刺工艺的显著优势，在发动机燃油喷射系统等领域，针对发动机缸体等零件内部交叉孔口去毛刺，以及喷油嘴内盛油槽、退刀槽的小余量加工等，电解去毛刺机床市场需求暴发性增长，国内重点电解去毛刺机床厂家产品供不应求，产销两旺。国外进口机床数量也 显著增长。 目前，国内生产的电解去毛刺机床与进口机床相比，主要在配套附属产品如电解产物处理、电解液参数控制装置等方面存在明显差距，但在设备完整性、可靠性、易操作性以及美观性等诸多环节均已取得长足进步。 2 电源 （ 1）毫秒级脉冲电源。 由于制造成本与直流电源相差无几，近年开发的机床基本上配置了毫秒级脉冲与直流两用电源。旧设备改造时，除了针对特定产品的专用设备以外，也大多更换为脉冲电源。 （ 2） 微秒级脉冲电源。 目前，已开发了 1000A、 2000 电源解决了大电流快速换流所引发和派生的诸多技术难题，如：矩形波波形畸变，功率开关器件的过压击穿、过热烧损，快速短路保护等，有望用于实际生产。 此外，多家研究机构还开发了不同类型的小功率微秒级脉冲电源，主要用于电化学抛光、微细加工等领域。 （ 3）高频群脉冲电源。 北京理工大学和合肥工业大学相继开展了高频群脉冲电源的研究。该电源可用于微细电解加工。群脉冲是经过主脉冲 (高频 )和调制脉冲 (低频 )相乘获得的特殊脉冲信号。高频群脉冲电源既能单独控制每一个脉冲的宽度，也可以控制一组内脉冲的个数，因而输出脉冲的 波形灵活多变，特别适合于微细加工 20。 （ 4）双向脉冲电源。 本文由 液压站 建筑吊 篮 合整理发布 为了保持阴极工作表面的几何尺寸及物化性能的稳定，须利用双向脉冲电源的负半周电流来去除阴极表面的沉积。该类电源尤其适合用于深小孔的加工。 展望 近阶段，电解加工的研究重点及应用领域会主要集中在以下几个方向。 1 电解微精加工的深入研究 电解加工技术具有加工机理的独特优势以及在微精甚至在纳米加工领域进一步研究探索的空间，但还必须在自身工艺规律认识和完善的基础上不断创新。具体应关注以下几点： （ 1） 进一步完善硬件系统， 如微进给系统及微控工作台的性能及可靠性的提升；加工过程自动检测与适应控制研发的深化。 （ 2） 微精加工机理的研究。尤其是中、高频率脉冲电流条件下，微精加工电解反应系统动力学等方面的深入研究。如：脉冲参数（脉冲宽度及占空比）对加工效果的影响，流场的影响，冲液加工的可行性及相应的参数选择。 2 脉冲电源的深化研发 微秒级脉冲电源的工程化完善以及在工业领域的大力推广应用。纳秒级脉冲电源、群脉冲电源、逆变式脉冲电源的性能完善。 3 电解加工机床 电解加工机床（包括其控制系统）及电解液系统性能的进 一步改善。精密加工、微细加工等新技术对电解加工设备提出了更高的要求，如：机床的高定位精度及低速进给的稳定性、电解液系统的高清洁度及参数的稳定等，这些都需要引起足够重视。 (文章内容仅供参考 () ()(2010回 S l 由国一j 1目，模具制琏技术- 电解加工的流场设计 合肥工业大学工业培训中心(安徽合肥230001) 贾明浩 【摘要】简要阐明了电解加工广义流场设计的主要内容。指出了过去有关电解液供给方法分 类的局限性，根据各种类型零件电解加工流场设计的特征，提出了新的分类方法。 关键词：电解加工；流场设计；电解液供给 he of he of to of a is 1 电解加工的流场设计 电解加工是阳极(工件)溶解的电化学发展过程。 其加工效果取决于电场、流场、温度场等方面的综合 影响。过去对电解加工成型规律的研究，都是在假设 流场均匀的前提下，对电场分布规律所进行的研究。 大量科研、生产实践证明：流场设计是电解加工阴极 装置设计中一项重要内容，它不仅对电场分布有着显 著影响，而且决定电解加工的成败。 2电解加工流场设计的内容 广义的流场设计应包括液流通道设计和加工区 流场设计两个方面，液流通道设计虽从属于加工区流 场设计，而它的合理与否对加工区流场分布也有着重 要影响。加工区流场包括稳定区流场和进出口流场， 稳定区流场又包括主流场与辅助流场。而主流场是指 加工区电解液的主要供、排方式，即电解液总的流向。 它对加工区的压力、流速、流量、流程、温度和产物均 有显著影响。而辅助流场是指为了保证主流场稳定均 匀而进行的一些补偿电解液的辅助设计。它是为了保 证加工区沿程流速稳定均匀，而在不同过水截面上所 采取逐段增液或减液的辅助措施。辅助流场的设计从 属于主流场的流向。当主流场的电解液从加工区小的 过水截面流向大的过水截面时。辅助流场为增液流 场，以便逐段增加电解液保证沿程流速基本稳定。反 之亦然。辅助流场电解液的增、减量取决于主流场各 过水湿周的变化和间隙分布。 3主流场供液方法的分类 过去有关供液方法的分类，主要是根据型面、型 腔、端面等加工的情况归纳出来的，据此将其分为正 流法、反流法和侧流法。这3种供液方法都属于单向 供液方法，现在看来有其局限性，不够全面，系统。为 了使电解液在加工区具有良好的流动特性，应根据工 件的类型和形状特点以及加工要求和方式的不同，采 用不同的供液方法。根据目前的电解加工的应用情 况，可将供液方法分为5类，除了过去的如图1一图3 所示以外，本文又提出了另外3类供液方法。分别为： 轴向供液类、喷射供液类和组合供液类。 图1正流法 图2反流法 图3侧流法 31轴向供液类 在深孑了提高加工效率，多采用面积 较大的圆柱阴极或锥形阴极，因此电解液是轴向流入 加工区的。根据加工对象和加工方式的不同，轴向供 液可分为单向供液、分段供液、双向供液、定向供液和 换向供液等5种。前3种用于深孑2 模具制造2006年第12期 维普资讯 模具制造技术 种用于固定式加工。 311单向供液法 在深孔移动式加工中，所采用的单向供液法又分 为正流法和反流法。 (1)轴向正流法。它是指电解液从阴极的粗加工 端流向精加工端，见图4所示。 (2)轴向反流法。它是指电解液从阴极的精加工 端流向粗加工端，如图5所示。 图4轴向正流法 图5轴向反流法 312分段供液法 此方法是将较长的阴极工作部分中间用密封环 隔开分为前后段，各自分别供液。见图6所示。这种供 液方法阴极虽具有缩短流程，提高流速的优点，但因 密封环在使用中易挤坏，碎屑进入加工区将造成短 路，影响加工安全。这种结构制造相对麻烦，因而应用 较少。 313双向供液法 此方法是指电解液从阴极中问流出分别向前后 两锥同时供液。见图7所示。这种方法不仅有上述各 种供液方法的优点，且避免各自的缺点，还实现了流 场与电场的最佳匹配，形成了独特的综合优势。采用 双向供液法，使前后锥流程显著缩短，流量成倍增加， 产物排除迅速，散热条件大为改善，既有利于提高加 工效率和精度又有助于节电与安全。目前已在多种深 孔加工中获得应用。 图6分段供液法 圈7双向供液法 314定向供液法 在固定式电解加工中，以往多采用此种方法。即 在整个加工过程中，电解液始终从一端向另一端定向 流动。见图8所示。 图8定向供液法 i 趋|橇具 国超口橇具 U#l H。i 15换向供液法 为了保证固定式加工两端尺寸和表面质量均匀 一致，可以采用等时换向供液法，如图9所示。 (a) (b) 图9换向供液法 a在前 时段b在后t，2时段 3_2喷射供液类 喷射供液是采用特殊喷头将电解液送入加工区 实施加工。根据被加工件的结构特点和加工要求，可 采用直接喷射和间接喷射。根据电解液喷射方向又分 为切向喷射法、平行喷射法、垂直喷射法和径向喷射 法4种。分别如图10图13所示。在采用上述喷射供 液方法时，为了不使小孔或窄缝复制到工件上喷射孔 数宜多，孔径宜小，且须交错排列，孔径或缝宽应小于 加工间隙。 (a) (b) 图1a直喷式11平行喷射法 十 十 图12垂直喷射法 图13径向喷射法 33组合供液类 此种供液方法，形式繁多，结构不同，现将其归纳 为以下几种： 3_31侧、径向组合供液法 如图14所示组合供液法。 332径向多流组合法 分别根据各种型面、型腔加工的不同特点和不同 要求，有时需采用多种径向多流组合供液方法。其中 包括多孔组合、槽孔组合、多槽组合等。分别如图15 图17所示。 模具制造2006年第12期 57 维普资讯 ，欲获取全文，请点击链接，并在打开的页面中点击文章题目下面的“下载全文”按钮下载全文，您也可以登录维普官网（）搜索更多相关论文。 窄缝电解加工毕业论文 - I - 窄缝电解加工毕业论文窄缝电解加工毕业论文窄缝电解加工毕业论文窄缝电解加工毕业论文 窄缝电解加工毕业论文 - 摘 要 在航空航天 、仪器仪表 、精密模具和家用电器等领域中存在很多的微小窄缝 、槽结构 ，且多以群窄缝 、槽结构出现 。用传统的机械加工方法很难同时加工出群窄缝 、槽，目前人们一般采用微细电火花加工 、激光加工 、精密和超精密机械加工和电解加工等方法进行加工 。相对其他几种加工方法电解加工具有很多优点 ，特别是电解加工可以同时加工出群窄缝 、槽，且复制精度好 ，生产率较高 ，适合于群窄缝 、槽的批量加工 。 本文首先进行了窄缝电解加工的理论分析 ，分析加工间隙的影响和电极对流场的影响 ，通过分析可知 ，加工时的去除速 度与电流效率和加工间隙有关，在保证加工精度的条件下 ，使用 解液进行窄缝电解加工试验 。 进行了电解加工试验装置的研制工作 ，在现有台式电火花机床的基础上进行设计与改进 。为本机床配备了适用于电解加工的直流电源 ；使用步进电机细分驱动器 ，实现电解头的低速进给 ；根据阴极工具和阳极工件的相对位置和进给设计并加工了夹具 ；完成电解液循环系统的设计 ，该系统可以保证间隙电解液的充足 ；由于电解加工对温度的要求 ，设计了电解液温度控制系统，使电解加工试验可在一定的温度范围内进行 。 测试电解加工试验装置的运行性能 。使用管状电极 打孔 ，分别在浓度为10%的 解液中进行测试 ，验证直流电解加工的基本工艺规律。使用反拷电解的方法进行电极的制备 ，并利用制备的电极进行窄缝电解工艺试验 ，但加工出的窄缝很浅 ，只有细微的纹路 。 采用薄片整体电极进行窄缝电解加工的工艺试验研究 ，着重考察了电解液浓度和温度 、加工电压 、进给速度等加工参数对加工间隙和缝宽的影响 ，在厚度为 不锈钢板上加工出了最小缝宽为 窄缝 。 关键词 窄缝 ；电解加工 ；试验装置 ；加工参数 窄缝电解加工毕业论文 - in It is to is of to so CM in a of of to to to A is on DM by is by to in be in of of is of we to we is it of In of a of on is on 窄缝电解加工毕业论文 - 目目目 目 录录录 录 摘 要 . . 1 章 绪 论 . 1 题的研究意义 . 1 控加工 . 错误错误错误错误 !未定义书签未定义书签未定义书签未定义书签 。 。 题的研究内容 . 3 第 2 章 窄缝电解加工的理论分析 . 5 解加工的原理 . 5 解加工的特点 . 6 缝电解加工理论分析 . 7 工间隙的影响分析 . 7 极对流场的影响分析 . 9 章小结 . 10 第 3 章 窄缝电解加工试验装置的研制 . 11 缝电解加工试验装置的研制 . 11 解头设计 . 11 具设计 . 12 验用直流电源 . 13 给系统 . 13 解液系统 . 14 解液温度控制装置 . 15 章小结 . 16 第 4 章 窄缝电解加工装置性能测试及工艺试验 . 17 解加工试验装置测试试验 . 17 验方案及测试条件 . 17 解液中加工参数对加工间隙的影响 . 18 解液中加工参数对加工间隙的影响 . 20 拷电解加工 . 22 缝电解加工工艺试验研究 . 22 工间隙和电流效率的测定方法 . 22 窄缝电解加工毕业论文 - V - 用的方案 、测试条件和测试仪器 . 24 流效率测定试验 . 24 工电压对加工间隙和缝宽的影响 . 25 给速度对加工间隙和缝宽的影响 . 27 解液温度对加工间隙和缝宽的影响 . 29 章小结 . 30 结 论 . 32 参考文献 . 33 附录 . 36 致 谢 . 38 窄缝电解加工毕业论文 - 1 - 第 1章 绪 论 题的研究意义 在航空航天 、仪器仪表 、精密模具和家用电器等领域中存在很多的微小窄缝 、槽（穿透或不穿透 ）结构 ，且多以群窄缝 、槽结构出现 。这种微小窄缝、槽结构的零件往往要求对其进行批量和大批量的生产加工 。其加工精度 、加工质量 、加工效率对产品的性能 、质量和成本有很大影响 1。 微小的窄缝 、槽的加工方法主要有微细电火花加工 23、激光加工 、精密和超精密 机械加工和电解加工等 。电火花加工方法加工效率低 ，由于工具电极有损耗 ，影响加工精度和表面质量 ，对于微小群缝 、槽的批量和大批量加工 ，难于保证加工精度和表面质量 。线切割加工方法一般只能一个窄缝一个窄缝的加工一次只能加工出一个窄缝 ，一般需要先加工出穿丝孔 ，不能同时加工群缝 ，只能加工一定形状的缝槽 。激光加工的加工精度低 ，表面质量不好 45。精密和超精密机械加工 ，由于存在切削力 ，被加工零件易产生变形，对薄壁窄缝 、槽的加工比较困难 67。 电解加工又称电化学加工 （ 是利用金属工件在电解液中发生阳极电化学溶解的原理去除材料 ，将零件加工成型的一种特种加工技术 。它具有一系列独特的优点 ，凡金属都能加工 ，而与材料的强度 、硬度 、韧性无关 ，且无塑性变形层 ，加工表面质量好 ，阴极工具无损耗 、生产率高 ，可用同一个成型阴极作单方向进给来成批加工复杂的型面 、型孔及三维复杂型腔等 812，特别适合用于零件的批量和大批量加工 。目前被广泛应用于航空发动机 、模具制造 、火箭等制造业中 。和其他传统加工相比 ，电解加工的特性在于其阳极的溶解成型过程是以离子的形式进行的 ，由于金属离子具有非常 微小的尺寸 ，这种微去除的方式使得电解加工在微细制造领域有潜在的重要应用前景 1315。因此本课题的研究具有重要理论意义和使用价值 。 解加工的发展及现状 随着生产和科学实践的发展 ，特别是进入 20 世纪 50 年代以后 ，诸多工业部门要生产的产品所使用的材料越来越难于加工 ，零件的结构和形状越来 窄缝电解加工毕业论文 - 2 - 越复杂 ，其加工精度和表面质量要求也越来越高 ，由此产生的一系列工艺难题，仅靠传统的机械加工方法难以或无法解决 。电解加工正是应此需要产生的一种工艺方法 。电解加工自 20 世纪 50 年代问世以来 ，到 20 世纪 60 年代迅速在众多的机械制造领 域得到开拓和一定的应用 。通过科研和生产的实践 ，20 世纪 70 年代电解加工在技术上走向成熟 1617。由于电解加工能解决机械加工难以解决的难切削材料 、复杂形状零件的加工问题 ，且加工效率高 、表面质量好 ，较好地适应了军工产品的需要 ，因而在国防工业 ，特别是航空 、航天推进器的制造上得到了广泛的应用 ，成为国防工业生产中的关键制造技术，获得了显著的技术经济效果 ，促进了军工新产品的发展和性能的提高 。在某些民用的国民经济重要部门 ，例如汽车 、能源等制造业中也得到一定的应用 ，获得较好的成效 。电解加工已成为机械制造业中一个不可或 缺的组成部分 18。但是限于当时的技术发展水平 ，电解加工尚存在某些重要的不足 ，较为关键的缺点是加工精度和稳定性不够高 ，调整较复杂 ，设备成本偏高 ，因而在 20 世纪 80 年代中期之后 ，电解加工的应用领域没有新的较大的扩展19。 20 世纪 90 年代随着高科技的发展 ，以及新型军品型号的出现 ，新的高强度 、高硬度 、高韧性的材料以及高精度 、复杂形状 、薄壁整体结构的零件日益增多 ，对电解加工提出了更多的要求 。另一方面高科技的发展 ，尤其是计算机技术和功率电子技术的高速发展又给电解加工技术的进步提供了新的条件 20。为了解决应用 中存在的问题 ，特别是围绕提高加工精度和加工稳定性的研究在不断深入地进行 ，出现了一些新颖的电解加工方法 。 自 20 世纪 70 年代初起 ，前苏联 、美国 、日本 、瑞士 、法国 、波兰 、西德等国家相继开始了脉冲电流电解加工 （ 研究 。前苏联和东欧国家重视脉冲加工机理 、电源 、机床及控制系统的研究 ，将脉冲电流电解应用于实践 ；日本和西方国家则注重小电流 、高频窄脉宽的脉冲电流加工在细小零件和电解抛光中的应用 21。在国内 ，南京航空航天大学 、西北工业大学 、航天航 空工艺研究所等相继开展了脉冲电流电解加工的研究 22 。近几年来 ，华南理工大学等又开展了高频窄脉冲电解加工 （ 究 ，加工精度显著提高 ，对加工精度的提高取得了一定的加工效果 2327。 近年来 ，为了解决航空产品中各类扭曲叶片整体叶轮的加工难题 ，南京航空航天大学进行了数控展成电解加工技术的研究 ，它以简单形状的工具阴极，按照计算机控制指令 ，进行必要的展成 成型运动 ，以电解 “切削 ”方式加工型腔 、型面 。数控展成电解加工技术综合了电解加工和数控加工各自的 窄缝电解加工毕业论文 - 3 - 技术长处 ，其工具形状简单 ，可以是棒状 、球状 ，其“切削刃 ”则可为点 、直线或曲线 ；它具有数控加工的柔性 ，可用不同类型的数控软件代替复杂的成型阴极设计制造 ，同时又具有电解加工的无工具损耗 、无切削力 ，可以加工各种难加工零件和小刚度件等优点 2829。电解加工与数控技术的结合 ，既可充分发挥两者的技术长处 ，同时又部分克服各自的不足 ，将增强其加工能力，为解决数控铣削难加工或不能加工的难题 ，提供了一条新的加工技术途径 30。如今 ，数控展成电解加工机床已经研制成功 ，但在工艺过程的控制 、生产率的提高等多方面还有待进一步完善 。 随着现代制造技术不断向精密化 、微细化发展 ，微细加工成了比较活跃的研究方向之一 ，微细电解加工是电解加工的一个重要研究方向 ，微细电解加工是微细加工中的一种重要的微细特种加工技术在 ，它被成功用于电子工业中微小零件的电化学蚀刻加工 ，从而使得蚀刻加工更容易控制和维护 ，对环境的影响也明显减小 3132。另外 ，微细电解加工也被应用于微细轴类零件的光整加工 。它采用类似微细线电极电火花磨削的方式 ，用一运动的金属丝作为阴极 ，在阳极轴和阴极金属丝之间喷电解液 ，使轴表面产生电化学微腐蚀。据报道 ，这种方法在直径数十微米小轴的抛光中取得了较好的工艺效果 。当前 ，微细电解加工在工具结构 、电解液流动 、杂散腐蚀等方面还有许多技术问题有待解决 。另外 ，它们所涉及的尺寸范围要远大于硅片技术 、 3337。微细加工是目前世界制造业所关注的一个重要发展方向 。基于各种原理的精密微细加工技术不断出现 ，其中微细电解加工技术是一种重要的微细制造技术 。近年来 ，国外的科研机构在此领域取得了突破性的进展 ，通过采用低浓度电解 液、低加工电压 38、高频窄脉冲电源 39或结合掩膜光刻 40等，在加工精度上和加工尺寸上甚至达到了微米级 。但还存在加工效率低 、无法加工深孔缝 、加工成本高等局限性 ，实用性和推广性还不够 37。 题的研究内容 微小的窄缝 、槽的加工方法主要有微细电火花加工 、激光加工 、精密和超精密机械加工 、电解加工等 。电解加工具有工具无损耗 、生产率高 、加工表面质量好 、与工件材料硬度无关等优点 ，如果能够解决加工中的精度问题和加工稳定性问题 ，电解加工很适合用作群窄缝 、槽的批量大规模工业生产中 1。本文在对窄缝电解加工进行 理论分析的基础上 ，利用台式电火花加工 窄缝电解加工毕业论文 - 4 - 机床研制了电解加工试验装置 ，设计和研制了电解加工电解头 、夹具 、电解液供给系统 、电解液温度控制装置 ，以某种典型的辐射状分布的群窄缝结构为加工对象 ，进行反拷电解加工工具电极和窄缝电解加工工艺试验研究 ，通过工艺试验考察了电解液 、加工电压 、进给速度等对加工的影响 ，对窄缝电解加工的工艺特性进行了初步的探讨 。 论文的主要研究内容包括以下几方面 ： （ 1）窄缝电解加工的理论分析 。 （ 2）电解加工试验装置的研制 ，设计和研制电解加工电解头 、夹具 、电解液供给系统 、电解液温度控制装置 。 （ 3）反拷电解加工的工艺试验研究 。 利用反拷电解的方法制备电极 ，然后用此制备的电极进行窄缝电解加工试验 。 （ 4）窄缝直流电解加工工艺试验 ，考察电解液 、加工电压 、进给速度等对加工的影响规律 ，并在薄不锈钢板上加工出微小的窄缝 。 （ 5）结论 。 窄缝电解加工毕业论文 - 5 - 第 2章 窄缝电解加工的理论分析 解加工的原理 电解加工是利用金属在电解液中受到电化学阳极溶解 ，将工件加工成型的。图 2电解加工原理图 。加工时 ，工件接直流电源的正极 （阳极 ）， 工具接负极 （阴极 ）。 两极之间的电压一般为 624V，电解液以 660m/s 流过加工间隙 ，电极间隙内充满了电解液 ，接通电源后两极间就有电流通过 ，在电流作用下 ，阳极工件被逐渐溶解腐蚀 ；而阴极工具上则有氢气析出 。为了使电解加工过程正常进行下去 ，阴极工具向阳极工件缓慢进给 ，使两极之间保持较小的间隙 ，约 有一定压力的电解液从间隙中流过 ，把电解后的产物冲走 。工具不断向工件进给 ，工件的金属不断被溶解 ，致使阳极工件和阴极工具各处的间隙趋于一致 ，将阴极工具的型面复制在阳极工件上 ，从而得到所需的零件形状 。 1直流电源 ； 2工具阴极 ； 3工件阳极 ； 4电解液泵 ； 5电解液 图 2解加工原理图 he of 2电解加工成型示意图 。图中的细竖线表示通过阴极与阳极的电流，竖线的疏密程度表示电流密度的大小 。在加工刚开始时 ，阴极与阳极距 窄缝电解加工毕业论文 - 6 - 离较近的地方通过的电流密度较大 ，电解液的流速较高 ，阳极溶解速度也较快；反之 ，距离远的点电流密度就小 ，工件溶解速度也慢 。这样 ，工具相对工件不断进给 ，工件表面就不断被溶解 ，电解产物 不断被电解液冲走 ，直至工件表面形成与阴极工作面基本相似的形状 。 a)加工开始 b)加工终止 图 2解加工成型示意图 he of 解加工的特点 电解加工作为特种加工的主要方法之一 ，它较其他的方法具有如下的优点： 不受金属材料本身硬度和强度的限制 ，可以加工硬质合金 、淬火钢 、不锈钢 、耐热合金等高强度 、高硬度和高韧性金属材料 。 在加工难加工材料 、复杂形状工件时 ，其生产率比传统的切削加工可高出 510 倍。 由于材料以离子状态去除 ，且为冷态加工 ，因而无冷作硬化层 、热再铸层及由此而引起的表面显微裂纹 。由于无切削力和表层内应力 ，因而加工变形小 。 由于工具阴极上的电化学行为只是析氢而无溶解 ，且不与工件接触 ，故正常加工条件下 （无短路烧伤时 ）工具阴极不损耗 。 从简单的圆孔 、型孔到复杂的三维空间的型面 、型腔均可加工 ，适合于加工薄壁件 。 窄缝电解加工毕业论文 - 7 - 缝电解加工理论分析 工间隙的影响分析 在电解加工中 ，加工间隙的控制对加工精度和加工过程的稳定性都非常重要 。加工间隙是电解加工的核心工艺要素 ，它是决定加工精度的主要因素 ，因此获得均匀 、稳定 、大小适中的间隙对电解加工至关重要 。 在窄缝电解加工中 ，若能尽可能采用小的加工间隙进行加工 ，可以显著提高加工精度和生产率 。研究中采用未绝缘的薄片电极进行直流电解加工工艺试验 ，图 2加工间隙示意图 （以其中某一缝为例 ）。 在窄缝的电解加工中，其端面间隙 b 和侧面间 隙 s 如图 。 图 2工窄缝时的加工间隙示意图 he of 解加工过程中 ，当工件的蚀除速度与工具的进给速度相等 ，两者达到动态平衡时 ，端面间隙为 = （ 2 式中 b 底面平衡间隙 （ 电流效率 （取决于工件材料和电解液间匹配 ） 体积电化学当量 ) （取决于工件材料 ） 电导率 （ ）（ 取决于电解液参数 ：成分 、浓度 、温度等 ） 电解液的欧姆压降 （ V） (取决于电解液 、阴极和工件材料 、 窄缝电解加工毕业论文 - 8 - 电流密度 ) 阴极的进给速度 （ mm/ 式（ 2明底面平衡间隙 b 与电流效率 、体积电化当量 、电导率、欧姆压降 正比 ，而与进给速度 成反比 。 至于侧面间隙 （侧面不绝缘 ）， 在电流效率相等的条件下有 12 += （ 2 式中 s 侧面间隙 （ h 进给量 在窄缝电解加工中 ，随着加工深度的增加 ，侧壁腐蚀一直进行 。如图 2不同间隙处的金属去除速度是不同的 ， 1 为大间隙 ， s 为小间隙 ，这两处的去除速度分别为 ： 1111 = （ 2 = 222 （ 2 式中 ， 1 、 2 分别为大间隙电流效率 、小间隙电流效率 ； 为工件材料的体积电化学当量 ， 为电导率 ， U 为电压 ， 1 2别为大间隙电极电位差 、小间隙电极电位差 。 由于 21 所以 21 121 （ 2 式（ 2，对于 解液 ，在加工条件一致的情况下 ， 21 ，不同间隙处的去除速度约等于 间隙距离比 。由侧面间隙公式可知侧面间隙为抛物线形 ，加工深度越大 ，加工精度越差 。而对于 解液 ，由于侧壁上对应 1 处的电流密度小于 s 处的电流密度 ，对应 1 处的 1 也随之大大减小， 21 ，由式 （ 2侧壁上的去除速度大大减小 ，从而加工精度不会随加工深度的增加而恶化 ，而且由公式可知 ，去除速度与电流效率有很大的关系 。 在窄缝电解加工中 ，为了尽可能减小加工间隙 ，提高加工精度 ，通常选 窄缝电解加工毕业论文 - 9 - 用 解液 ，其电流效率 随着电流密度 i 的减少而减少 。对于群窄缝加工 ，通常采用很低的电流密度 ，这就意味着其电流效率 会比常规加工的更低 ，根据加工间隙公式 ，更低的电流效率 带来了比常规加工更小的加工间隙 。 采用薄片状电极进行加工时 ，由于电极厚度通常很薄 ，表面涂敷均匀绝缘层的难度较大 ，若群窄缝同时加工时更难实现均匀绝缘 ，故研究中采用未绝缘金属片电极 。 在端面间隙公式中 ，电流密 度 和加工用电解液对加工间隙有很大关系 。通常直流电解加工常用的电解液是 解液 。 其电流效率 几乎保持常数 ，接近 100%，一般不随阳极材料 、电解液浓度和温度 、加工中电流密度大小等变化 ；而 3解液的电流效率 不仅随加工材料 、电解液浓度和温度等变化 ，而且电流密度不同时，由于钝化现象会使电流效率 出现大幅度变化 。图 2 解液的电流效率 和电流密度 i 的关系曲线 。 图 2 线 he 极对流场的影响分析 电解加工中 ，电解液的流场状况是很重要的 ，它不但影响到电解加工的 i 窄缝电解加工毕业论文 - 10 - 复制精度和表面质量 ，而且还可能由于流场分布不好而引起短路 ，损坏工具和工件 。 采用薄片状电极的电解加工中 ，电解液的流动属于钝物体绕流 ，有尾迹现象 。尾迹现象在钝物体后产生涡流区 ，此涡流区内的电解液流速慢 ，类似于死水 ，得不到迅速的更新 ，很容 易形成离子堆积 ，浓差极化严重 ，电解产物也不容易及时排除 ，造成这一局部区域电解速度降低 ，影响加工成型精度 ，严重时甚至引起短路 。尾迹的流动是非定常湍流 ，随来流雷诺数不同而呈现不同的速度分布 ，在不同的雷诺数范围内 ，绕薄片厚度大的产生的尾迹涡流区域长度比绕厚度小的情况大 。在窄缝电解加工过程中 ，加工间隙比常规电解更小 ，尾迹涡流长度很容易影响到实际加工过程 。在电解液状态不变的情况下 ，通过减小薄片电极的厚度 ，可以使尾迹涡流区长度相应地随之减小 ，尾迹对加工的影响也随之减小 ，加工精度和加工过程稳定性都可以得到提高 。 本章小 结 本章主要介绍了电解加工的原理 ，并从理论上分析了窄缝电解加工中加工间隙的影响和电极对流场的影响 。 （ 1）通过分析表明在窄缝电解加工中 ，加工的去除速度与加工间隙和电流效率有关 ，由于 解液和 解液的电流效率特性不同 ，采用解液有利于提高加工精度 ，所以窄缝电解加工中使用 解液。 （ 2）由于电解液的流动中出现的尾迹现象 ，对加工精度和加工过程稳定性有一定的影响 ，为了提高加工精度和加工过程的稳定性 ，尽量减小薄片电极的厚度可以减小尾迹对加工的影响 。 窄缝电解加工毕业论文 - 11 - 第 3章 窄缝电解加工试验装置的研制 电解 加工系统是完成电解加工试验所需的基础 ，本章将分别阐述为建立窄缝电解加工试验装置所完成的主要研制工作 。 缝电解加工试验装置的研制 窄缝电解加工装置的系统框图如图 3示 ，该加工试验装置主要由直流电源 、机床本体 、进给系统 、夹具结构和电解液系统等组成 。 图 3工试验装置系统框图 he of 电解头设计 实验室没有专用的电解加工机床 ，在已有的台式电火花加工机床基础上进行试验 用机床的改进 ，使其可被本试验所用 。本试验在现有机床的条件下 ，电解液的流动方式采取正流式 。根据工具阴极和工件阳极的加工位置和电解液的流动方式进行了主轴头夹具的设计和加工 。图 3该主轴头夹具的结构图 。该夹具的结构使工具阴极随机床主轴头上下移动 ，工件阳极固定 ，两极间保持一定的加工间隙 。如图所示 ，电解液从夹具的侧面进口处流入 。因 窄缝电解加工毕业论文 - 12 - 整个夹具是相对密封的 ，电解液可以以一定的压力流过极间间隙 。工具阴极固定在夹具上 ，随着进给不断向下送进 ，此布局可得到较佳的间隙流场 ，确保极间间隙流场压力的稳定 。 图 3具简图 of 解槽是进行电解加工的场所 ，它的作用包括定位 、安装工件夹具和工具阴极及确保相对位置 ，同时要将电解产物有效的排出 ，防止泄露 ，另外防腐蚀和绝缘也是很重要的 。本试验中采用塑料容器作为电解槽 ，将其固定在机床工作台上 。 具设计 根据试验中要装夹的工件形状设计了两种夹具 。图 3反拷电解加工试验中管状工件的夹具结构 ，图 3加工薄板状工件时的夹具 。 图 3具 1 简图 he of 窄缝电解加工毕业论文 - 13 - 图 3具 2 简图 he of 验用直流电源 电解加工电源是为电解加工提供能量的关键设备 ，电源 的稳定性和可靠性尤为重要 。本试验所用的是可控硅调压直流电源 。该直流电源的电压可由050 V 连续可调 ，最大输出电流可达到 50A，可以满足本试验的要求 。其基本原理是通过调节变压器初级的电压来改变变压器的次级电压 ，既能实现次级电压与初级电压的隔离 ，又能实现次级的低电压 、大电流 。具体电路为将交流电经可控硅接入变压器的初级 ，通过触发电路调节可控硅的导通角来调节变压器的初级电压 ，次级电压随初级电压的变化而变 ，次级电压经过整流电路 、滤波电路输出 。图 3本直流电源原理框图
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号