航空锻件的热锻模及其电解加工工装设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告题目: 航空锻件的热锻模及其电解加工工装设计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 电解加工作为正在推广的新工艺、新技术，得到了迅速发展与普及。对于形状不规则、加工困难的采用电解加工新工艺，可以缩短生产周期，减少劳动，提高生产率和产品质量，具有较高的经济效益与实用价值。 电解加工几乎可以加工所有的导电材料，且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制，加工后材料的金相组织基本上不发生变化。加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制，能以简单的直线进给运动一次加工出复杂的型腔、型面和型孔，而且加工速度可以和电流密度成比例地增加。电解加工加工薄壁和易变形零件过程中工具和工件不接触，不存在机械切削力，不产生残余应力和变形，没有飞边毛刺，可获得一定的加工精度和较低的表面粗糙度。1.2 研究意义 电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。 通过本课题的设计培养学生综合运用所学的基础课专业课的知识和分析解决工程技术问题的能力，达到巩固加深扩大基本理论和技能的目的。同时加强学生的合作团队精神，以及调研，查阅文献，设计，制造方案的技能。1.3 国外相关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，因此，得到比较迅速的发展。英、美等国为了保持电解加工底部间隙为予定值，多数的电源均备有“电压稳定装置”，而提高了加工精度，输出电压可保持在士0.5%之间。国外电解加工机末上比较普遍地采用了“火花保护装置”。在加工过程中，不断地检测电流电压及其变化率，当发现火花在加工过程中，电解液的温度不断升高，电导率也随着改变，因而影响了加工精度。日本电解加工机床已采用“加工位置(阴极位置)显示装置”、“数学控制深度定位装置”、“位置记忆装置”等。欧、美有的机床已采用“数字控制机庆”、“数字控制工作台”、“程序控制自动循环”等，全自动电解加工。欧洲在汽车工业中已采用多工位连续自动加工机床，电解加工及清洗等工作可连续地在床上自动完成。美国还有多头、多阴极、多工件及具有回转工作台的机床等，多用于加工一个工件的几个工序，或者同时加工几个工件。并且已有组合式结构即用标准的电解加工头组成的专用机床。1.4 国内相关研究情况 我国电解加工最早在五十年代末、六十年代初首先应用于兵器、航空等方面，八十年代后，电解加工开始应用与油泵油嘴行业的泵体，喷油器进油管路二孔交接处，柱塞套，油嘴盛油槽及其压力室喷孔交界处超声波电解的去毛刺加工上。多年以来的实践证明，电解加工工艺合理，先进，质量稳定，效率高。近年来应用范围有了不断扩大，机床自动化程度也在迅速提高。同时，在提高精度、阴极设计等理论研究方面也取得了积极的进展。在设备方面不及国外，工厂自制设备较多，一般地说来性能较差。但近年来也出现了一些比较好的设备。合肥工业大学研制的D3550型立式电解机床被认为是较好的一种，自动化程度也较高。国内电解机床最大加工长度可达6米，加工重量约两吨，单机电源最大为2万安培，1万安培整流电源的应用已较普遍。为了提高加工精度，除采用混气电解加工外，还发展了小间隙高速进给电解加工（电解间隙值为0.030.10毫米）、脉冲电流和振动电解加工，并使用低浓度电解液等，这些都有利于提高加工精度。采用快速切断（短路保护）装置和加工参数适应控制系统，可提高机床本身的稳定性和自动化程度。掌握电解加工成形规律和采取反拷阴极法，能缩短阴极设计和制造周期。2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方法或措施、研究方案2.1 本课题研究的主要内容根据研究对象设计一套加工该锻件的热锻模的电解加工工装，包括以下内容: (1) 变速叉热锻件的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) 画出变速叉热锻件的热锻模电解加工工装三维图。 (4) 电解加工的工件装夹和定位，及导电，供液，非加工面的保护，工件工具间的绝缘问题。2.2 研究方法和措施 针对本次毕业设计可以从阴极，流场和导电方面设计方案。阴极的设计，针对加工工件的几何形状设计，在流场方面根据电解液的流动方向，加工送进方向及加工间隙之间的几何关系，可分为三种流动形式，侧流式，正流式，反流式。在导电方面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，反流式要设计专门的水套，与阴极体共同构成进水的导流腔，侧流式的导流段置于夹具体本体或阴极导向装置中。导电回路有两种结构，一种引入导线将其终端的线鼻子直接压紧到工件及阴极的导电面上。另一种通过工作台将电流传输到夹具定位块上，通过阴极安装板传输到工具阴极上。夹具与机床可靠绝缘，防止漏电。2.3 研究方案 方案一：在阴极设计方面，针对加工工件的几何形状采用两个预先成型的阴极双面同步加工，同步到达终点的控制方案。加工过程中工件水平装夹，阴极平行于绝缘板进给。在流场设计方面，根据加工对象的几何形状确定流动形式为侧流式。在导电方面设计，由于流动形式为侧流式可设导流段置于夹具本体或阴极导向装置中，导电形式采用引入导线，将其终端的线鼻子直接压紧到工件及阴极的导电面上的方式。 方案二：在阴极设计方面，针对加工工件的几何形状采用两个预先成型的阴极双面同步加工，同步到达终点的控制方案。加工过程中工件水平装夹，阴极平行于绝缘板进给。在流场设计方面，根据加工对象的几何形状确定流动形式为侧流式。在导电方面设计，由于流动形式为侧流式可设导流段置于夹具本体或阴极导向装置中，导电形式采用通过工作台将电流传输到夹具定位块上，通过阴极安装板传输到工具阴极上的方式。 方案三：在阴极设计方面，针对加工工件的几何形状采用全方位加工方式，该方式使阴极斜向进给，是阴极相对工件轴线成45度或60度方向进给。在流场设计方面，根据加工对象的几何形状确定流动形式为侧流式。在导电方面设计，由于流动形式为侧流式可设导流段置于夹具本体或阴极导向装置中，导电形式采用通过工作台将电流传输到夹具定位块上，通过阴极安装板传输到工具阴极上的方式。3 本课题研究的重点及难点，前期以开展工作3.1 本课题的重点 加工间隙是电解加工的核心工艺，决定着加工精度，加工效率，表面质量，也是设计工具阴极，选择加工参数的主要依据。此外，工件加工阴极的设计和夹具装置的设计也是本课题的研究重点。3.2 本课题的难点设计该锻件热锻模的电解加工工装，及其夹具定。电解加工的阴极设计要耐腐浊，耐烧伤，并要有良好的导电性和加工性能。电解液的选择应具有高的导电率，粘度低，阴极反应不能是电解液中的阳离子在阴极的沉淀，应该是气体的析出，pH值应该为中性。3.3 前期开展的工作查阅锻件的热锻模，电解加工相关资料，文献，并做了读书笔记，针对设计课题做出了设计流程。学习制图软件，画出了锻件的二维图如图3.1所示及三维图如图3.2所示。 本文由闰土服务机械外文文献翻译成品淘宝店整理 图3.1 变速叉的二维图 图3.2 变速叉的三维图4 进度安排 第12周：熟悉课题，完成关于电解加工文献综述。 第3周：确定航空锻件的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。 第45周：进行航空锻件的热锻模设计。 第67周：电解加工阴极设计计算。 第89周：翻译外文资料。 第1011周：进行航空锻件的热锻模电解加工工装设计。 第1213周：包括导电，供电方式和流场设计，准备中期答辩。 第1415周：完善整个电解加工工装设计。 第1617周：完成装配图（包括三维装配图)及零件图的绘制等工作。 第1718周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所以资料提交指导老师。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 所在系审查意见 系主管领导： 年 月 日 参考文献1 范植坚,王天成.电解加工技术及其研究方法M.北京:国防工业出版社,2004.2 王建业,徐家文.电解加工原理与应用M.北京:国防工业出版社,2001.3 沈健,朱树敏,陈远龙.锻模电解加工新技术J.电加工,1998,76（01）：35-37.4 沈健,张海岩.锻模电解加工工具电极的反拷和修正方法J.电加工与模具,2001,32 (4):13-15. 5 王以华.锻模设计技术及实例M.北京:机械工业出版社,2009.6 洪慎章,金龙建.实用热锻模设计与制造M.北京:机械工业出版社,2011.7 朱树敏,沈光祖.锻模的脉冲电流电解加工J.电加工,1990,64(01):45-48.8 李春,李毅.磨具型腔的数控铣削法电解加工J.电加工与模具,2004,32（04):50-52.9 姚泽坤.锻造工艺学与模具设计M.西安:西北工业大学出版社,2001.10 成巨强,刘志学.金属锻造加工基础M.北京:化学工业出版社,2012.11 朱获.国外电解加工的研究进展J.电加工与模,2000,45(01):15-18.12 徐家文,王建业,田继安.21世纪初电解加工的发展和应用J.电加工与模具,2001,27 (06):32-34.13 赵雪松,苏学满,张明.模具钢电解机械复合抛光工艺研究J.中国机械工程,2003,82 (12):21-24.14 崔柏伟.发动机连杆模锻工艺及模具J.机械工程师,2007,10(12):52-53.15 刘晋春,白基成,郭永丰.特种加工M.北京:机械工业出版社,2003.16 Rajurkar K P,Zhu D.Improvement of Electrochemical Machining Accuracy by Uing OrbitalElectrodeMovement.CIRP Annals-Manufacturing