聯接環(huán)鍛模及其電解加工工裝設計開題報告.doc

畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：聯接環(huán)鍛模及其電解加工工裝設計系別機電信息系專業(yè)機械設計制造及其自動化班級姓名學號導師2012年12月24日1、畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況）：1.1題目背景和意義電解加工對于難加工材料、形狀復雜或薄壁零件的加工具有顯著優(yōu)勢，它加工范圍廣，生產率高，加工質量好，工具陰極無損耗，而且可用于加工薄壁和易變形零件。采用電解加工實現模具加工具有表面質量好，使用壽命長，脫模好，成本低的優(yōu)點。目前，電解加工已獲得廣泛應用，如炮管膛線，葉片，整體葉輪，模具，異型孔及異型零件，倒角和去毛刺等加工。并且在許多零件的加工中，電解加工工藝已占有重要甚至不可替代的地位。通過本課題的設計，達到：（1）培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎課、技術基礎和專業(yè)課的知識，分析解決工程技術問題的能力；（2）鞏固加深擴大基本理論和技能；（3）受高級工程技術人員能力的訓練；調研、查閱文獻，制定方案、設計、撰寫。（4）創(chuàng)新能力和團隊精神。1.2國內外的研究情況電解加工在國外是五十年代出現的。由于它具有效率高、質量好,復雜型面可一次成型,以及不受被加工材料機械性能的限制,工具耗損小等優(yōu)點,所以受到普遍重視。六十年代,在航空發(fā)動機葉片及鍛模加工方面取得了比較顯著的成效,主要應用于鍛模型腔、深孔、小孔、長鍵槽等截面葉片整體葉輪以及去毛刺等,并取得了顯著的技術、經濟效果，因此,得到比較迅速的發(fā)展。據統(tǒng)計，自1960年到1975年，電解加工在難切削材料加工中所占的比例增加兩倍，從1960年的15%增加到1975年的45%。八九十年代在某些領域得到了新的應用，其應用要求也越來越高。九十年代后期起，電解加工研究機構及人員逐漸壯大，應用領域（尤其在航天、航空、兵器領域）進一步擴展，研究成果及論著數量激增，工藝技術水平、設備性能及產業(yè)發(fā)展均達到了一個新的高度。進入新世紀以來，高速發(fā)展的高新技術和電解加工融合，使其面臨從一般加工到精密加工的突破。目前電解加工工藝技術研究涉及的方向很多，主要集中在電解復合加工、細微加工、數控展成加工及高頻脈沖電流加工等幾大領域。2、本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施：2.1聯接環(huán)設計的主要內容研究的對象是聯接環(huán)熱鍛模，如圖1和圖2，設計一套加工該熱鍛模的電解加工工裝，包括：（1）聯接環(huán)熱鍛模電解加工陰極；（2）裝夾熱鍛模加工陰極和工件的夾具裝置；（3）運用Pro/E、UG等軟件畫出聯接環(huán)熱鍛模電解加工工裝三維裝配圖。電解加工裝置除了應保證工件裝夾和定位外，還應考慮導電、供液、流場分布，非加工面的保護，工件和工具（即正負極、陰陽極）之間的絕緣等問題。圖1聯接環(huán)的二維圖圖2聯接環(huán)的三維圖2.2聯接環(huán)的研究方案方案一：從陰極方面提出。設計可以用cos法設計，給陰極一定的角度進行加工，根據所給工件的形狀設計陰極。對加工陰極流場的設計應與液流通道的設計匹配。陰極結構主要由本體、引導/支承、電解液流道三大部分組成，不同類型的陰極主要是本體結構不同。陰極結構應保證流場均勻，不短路，同時應選擇合理的工藝參數保證加工效率、性質尺寸精度和表面質量。方案二：從流場方面提出。常見的流場形式有正流、反流和測流或復合形。流場一般是根據加工對象的幾何形狀確定的，對于圓孔、型孔類可采用正流式或反流式。除了要正確選擇流動形式外，還要合理設計通液槽。通液槽的布局直接影響電解液的流線分布，因而其布局設計原則應該是保證流線能均勻地分布在整個加工表面上，且應避免流線相交，不出現貧液區(qū)；力爭流程均勻且盡可能地縮短流程。方案三：從導電方面提出。為確保電解液進入加工間隙區(qū)時流場的均勻和穩(wěn)定，在進入加工區(qū)域或通液槽之前必須有進口導流段，為確保加工間隙出口處流場的均勻穩(wěn)定，在流出加工區(qū)后也應有出口導流段。導流結構主要取決于電解液的流動方式，正流式加工的導流段置于陰極本體內，反流式加工則要設計專門的水套，與陰極體共同構成進水的導流腔。工件的導電回路有兩類結構，一類是引入導線，將其終端的線鼻子直接壓緊到工件及其陰極的導電面上；另一類是通過工作臺將電流傳輸到工件定位塊上，通過陰極安裝版?zhèn)鬏數焦ぞ哧帢O上。3、本課題研究的重點及難點，前期已開展工作：3.1研究的重點及難點3.1.1聯接環(huán)陰極的設計陰極材料一般選黃銅或導電性能好、便于補焊修理電解加工中造成的短路燒傷缺陷的低碳鋼。陰極設計時,首先是選擇或確定加工底部的間隙值,間隙值值越小,加工的質量越高,但也越容易短路,造成流場設計復雜。通常,影響間隙值的因素較多,所以在機床、電源條件允許的情況下,建議取間隙值在0.15mm0.30mm之間。間隙的計算一般分下列三種情況。第一種是圓弧部分的間隙計算，第二種是形鍛斜度7位置間隙計算，第三種是有45斜面處的間隙計算。3.1.2聯接環(huán)電解流場的設計電解液系統(tǒng)是由電解液(含NaCl水溶液)、水泵、管道、經陰極進入加工區(qū),使正負極之間產生電解作用,并不斷將電解產物沖刷排除掉,保證加工順利完成。此處流場的設計,是指陰極到加工區(qū)的設計。其設計原則是:電解液順利通過并完全覆蓋陰極端面,不得有任何空區(qū)、死水區(qū)和渦流區(qū)。3.2前期已開展工作前期認真閱讀了畢業(yè)設計的任務書，然后去圖書館借閱了相關的書籍，并且上網瀏覽資料，參閱了一些文獻，使自己加強了對電解加工的認識，對課題的研究起了很大的幫助，通過這些完成了畢業(yè)設計的開題論文。另外，還根據老師給的零件圖，仔細分析了其結構特征，完成了聯接環(huán)的CAD二維圖和Pro/E三維圖。4、完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）：12周：熟悉課題，完成關于電解加工的2000字文獻綜述，翻譯外文資料；3周：確定聯接環(huán)熱鍛模設計及其電解加工工裝方案，繪制其結構草圖，準備開題答辯；46周：進行聯接環(huán)熱鍛模設計及其電解加工陰極設計計算；79周：進行聯接環(huán)熱鍛模電解加工工裝設計，包括導電、供液方式和流場設計，準備中期答辯；1015周：完善整個