航空鍛件的熱鍛模及其電解加工工裝設(shè)計【變速叉夾具】【三維UG模型】【含CAD圖紙】

航空鍛件的熱鍛模及其電解加工工裝設(shè)計【變速叉夾具】【三維UG模型】【含CAD圖紙】,變速叉夾具,三維UG模型,含CAD圖紙,航空,鍛件,鍛模,及其,電解,加工,工裝,設(shè)計,變速,夾具,三維,UG,模型,CAD,圖紙 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目: 航空鍛件的熱鍛模及其電解加工 工裝設(shè)計 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名 學(xué) 號 導(dǎo) 師 2013年 12月01日 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況) 1.1 題目背景 電解加工作為正在推廣的新工藝、新技術(shù)，得到了迅速發(fā)展與普及。對于形狀不規(guī)則、加工困難的采用電解加工新工藝，可以縮短生產(chǎn)周期，減少勞動，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益與實用價值。 電解加工幾乎可以加工所有的導(dǎo)電材料，且不受材料的強(qiáng)度、硬度、韌性等機(jī)械、物理性能的限制，加工后材料的金相組織基本上不發(fā)生變化。加工生產(chǎn)率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制，能以簡單的直線進(jìn)給運動一次加工出復(fù)雜的型腔、型面和型孔，而且加工速度可以和電流密度成比例地增加。電解加工加工薄壁和易變形零件過程中工具和工件不接觸，不存在機(jī)械切削力，不產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形，沒有飛邊毛刺，可獲得一定的加工精度和較低的表面粗糙度。 1.2 研究意義 電解加工是利用金屬在電解液中發(fā)生電化學(xué)陽極溶解的原理將工件加工成形的一種特種加工方法。加工時，工件接直流電源的正極，工具接負(fù)極，兩極之間保持較小的間隙。電解液從極間間隙中流過，使兩極之間形成導(dǎo)電通路，并在電源電壓下產(chǎn)生電流，從而形成電化學(xué)陽極溶解。 通過本課題的設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)課專業(yè)課的知識和分析解決工程技術(shù)問題的能力，達(dá)到鞏固加深擴(kuò)大基本理論和技能的目的。同時加強(qiáng)學(xué)生的合作團(tuán)隊精神，以及調(diào)研，查閱文獻(xiàn)，設(shè)計，制造方案的技能。 1.3 國外相關(guān)研究情況 電解加工在國外是五十年代出現(xiàn)的。由于它具有效率高、質(zhì)量好，復(fù)雜型面可一次成型，以及不受被加工材料機(jī)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(jī)葉片及鍛模加工方面取得了比較顯著的成效，因此，得到比較迅速的發(fā)展。英、美等國為了保持電解加工底部間隙為予定值，多數(shù)的電源均備有“電壓穩(wěn)定裝置”，而提高了加工精度，輸出電壓可保持在士0.5%之間。國外電解加工機(jī)末上比較普遍地采用了“火花保護(hù)裝置”。在加工過程中，不斷地檢測電流電壓及其變化率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)火花在加工過程中，電解液的溫度不斷升高，電導(dǎo)率也隨著改變，因而影響了加工精度。日本電解加工機(jī)床已采用“加工位置(陰極位置)顯示裝置”、“數(shù)學(xué)控制深度定位裝置”、“位置記憶裝置”等。歐、美有的機(jī)床已采用“數(shù)字控制機(jī)慶”、“數(shù)字控制工作臺”、“程序控制自動循環(huán)”等，全自動電解加工。歐洲在汽車工業(yè)中已采用多工位連續(xù)自動加工機(jī)床，電解加工及清洗等工作可連續(xù)地在床上自動完成。美國還有多頭、多陰極、多工件及具有回轉(zhuǎn)工作臺的機(jī)床等，多用于加工一個工件的幾個工序，或者同時加工幾個工件。并且已有組合式結(jié)構(gòu)—即用標(biāo)準(zhǔn)的電解加工頭組成的專用機(jī)床。 1.4 國內(nèi)相關(guān)研究情況 我國電解加工最早在五十年代末、六十年代初首先應(yīng)用于兵器、航空等方面，八十年代后，電解加工開始應(yīng)用與油泵油嘴行業(yè)的泵體，噴油器進(jìn)油管路二孔交接處，柱塞套，油嘴盛油槽及其壓力室噴孔交界處超聲波電解的去毛刺加工上。多年以來的實踐證明，電解加工工藝合理，先進(jìn)，質(zhì)量穩(wěn)定，效率高。近年來應(yīng)用范圍有了不斷擴(kuò)大，機(jī)床自動化程度也在迅速提高。同時，在提高精度、陰極設(shè)計等理論研究方面也取得了積極的進(jìn)展。在設(shè)備方面不及國外，工廠自制設(shè)備較多，一般地說來性能較差。但近年來也出現(xiàn)了一些比較好的設(shè)備。合肥工業(yè)大學(xué)研制的D3550型立式電解機(jī)床被認(rèn)為是較好的一種，自動化程度也較高。國內(nèi)電解機(jī)床最大加工長度可達(dá)6米，加工重量約兩噸，單機(jī)電源最大為2萬安培，1萬安培整流電源的應(yīng)用已較普遍。為了提高加工精度，除采用混氣電解加工外，還發(fā)展了小間隙高速進(jìn)給電解加工（電解間隙值為0.03～0.10毫米）、脈沖電流和振動電解加工，并使用低濃度電解液等，這些都有利于提高加工精度。采用快速切斷（短路保護(hù)）裝置和加工參數(shù)適應(yīng)控制系統(tǒng)，可提高機(jī)床本身的穩(wěn)定性和自動化程度。掌握電解加工成形規(guī)律和采取反拷陰極法，能縮短陰極設(shè)計和制造周期。 2　本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方法或措施、研究方案 2.1 本課題研究的主要內(nèi)容 根據(jù)研究對象設(shè)計一套加工該鍛件的熱鍛模的電解加工工裝，包括以下內(nèi)容: (1) 變速叉熱鍛件的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) 畫出變速叉熱鍛件的熱鍛模電解加工工裝三維圖。 (4) 電解加工的工件裝夾和定位，及導(dǎo)電，供液，非加工面的保護(hù)，工件工具間的絕緣問題。 2.2 研究方法和措施 針對本次畢業(yè)設(shè)計可以從陰極，流場和導(dǎo)電方面設(shè)計方案。陰極的設(shè)計，針對加工工件的幾何形狀設(shè)計，在流場方面根據(jù)電解液的流動方向，加工送進(jìn)方向及加工間隙之間的幾何關(guān)系，可分為三種流動形式，側(cè)流式，正流式，反流式。在導(dǎo)電方面導(dǎo)流結(jié)構(gòu)主要取決于電解液的流動方式，正流式加工的導(dǎo)流段置于陰極本體內(nèi)，反流式要設(shè)計專門的水套，與陰極體共同構(gòu)成進(jìn)水的導(dǎo)流腔，側(cè)流式的導(dǎo)流段置于夾具體本體或陰極導(dǎo)向裝置中。導(dǎo)電回路有兩種結(jié)構(gòu)，一種引入導(dǎo)線將其終端的線鼻子直接壓緊到工件及陰極的導(dǎo)電面上。另一種通過工作臺將電流傳輸?shù)綂A具定位塊上，通過陰極安裝板傳輸?shù)焦ぞ哧帢O上。夾具與機(jī)床可靠絕緣，防止漏電。 2.3 研究方案 方案一：在陰極設(shè)計方面，針對加工工件的幾何形狀采用兩個預(yù)先成型的陰極雙面同步加工，同步到達(dá)終點的控制方案。加工過程中工件水平裝夾，陰極平行于絕緣板進(jìn)給。在流場設(shè)計方面，根據(jù)加工對象的幾何形狀確定流動形式為側(cè)流式。在導(dǎo)電方面設(shè)計，由于流動形式為側(cè)流式可設(shè)導(dǎo)流段置于夾具本體或陰極導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)電形式采用引入導(dǎo)線，將其終端的線鼻子直接壓緊到工件及陰極的導(dǎo)電面上的方式。 方案二：在陰極設(shè)計方面，針對加工工件的幾何形狀采用兩個預(yù)先成型的陰極雙面同步加工，同步到達(dá)終點的控制方案。加工過程中工件水平裝夾，陰極平行于絕緣板進(jìn)給。在流場設(shè)計方面，根據(jù)加工對象的幾何形狀確定流動形式為側(cè)流式。在導(dǎo)電方面設(shè)計，由于流動形式為側(cè)流式可設(shè)導(dǎo)流段置于夾具本體或陰極導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)電形式采用通過工作臺將電流傳輸?shù)綂A具定位塊上，通過陰極安裝板傳輸?shù)焦ぞ哧帢O上的方式。 方案三：在陰極設(shè)計方面，針對加工工件的幾何形狀采用全方位加工方式，該方式使陰極斜向進(jìn)給，是陰極相對工件軸線成45度或60度方向進(jìn)給。在流場設(shè)計方面，根據(jù)加工對象的幾何形狀確定流動形式為側(cè)流式。在導(dǎo)電方面設(shè)計，由于流動形式為側(cè)流式可設(shè)導(dǎo)流段置于夾具本體或陰極導(dǎo)向裝置中，導(dǎo)電形式采用通過工作臺將電流傳輸?shù)綂A具定位塊上，通過陰極安裝板傳輸?shù)焦ぞ哧帢O上的方式。 3 本課題研究的重點及難點，前期以開展工作 3.1 本課題的重點 加工間隙是電解加工的核心工藝，決定著加工精度，加工效率，表面質(zhì)量，也是設(shè)計工具陰極，選擇加工參數(shù)的主要依據(jù)。此外，工件加工陰極的設(shè)計和夾具裝置的設(shè)計也是本課題的研究重點。 3.2 本課題的難點 設(shè)計該鍛件熱鍛模的電解加工工裝，及其夾具定。電解加工的陰極設(shè)計要耐腐濁，耐燒傷，并要有良好的導(dǎo)電性和加工性能。電解液的選擇應(yīng)具有高的導(dǎo)電率，粘度低，陰極反應(yīng)不能是電解液中的陽離子在陰極的沉淀，應(yīng)該是氣體的析出，pH值應(yīng)該為中性。 3.3 前期開展的工作 查閱鍛件的熱鍛模，電解加工相關(guān)資料，文獻(xiàn)，并做了讀書筆記，針對設(shè)計課題做出了設(shè)計流程。學(xué)習(xí)制圖軟件，畫出了鍛件的二維圖如圖3.1所示及三維圖如圖3.2所示。 圖3.1 變速叉的二維圖 圖3.2 變速叉的三維圖 4 進(jìn)度安排 第1～2周：熟悉課題，完成關(guān)于電解加工文獻(xiàn)綜述。 第3周：確定航空鍛件的熱鍛模設(shè)計及其電解加工工裝方案，繪制其結(jié)構(gòu)草圖，準(zhǔn)備開題答辯。 第4～5周：進(jìn)行航空鍛件的熱鍛模設(shè)計。 第6～7周：電解加工陰極設(shè)計計算。 第8～9周：翻譯外文資料。 第10～11周：進(jìn)行航空鍛件的熱鍛模電解加工工裝設(shè)計。 第12～13周：包括導(dǎo)電，供電方式和流場設(shè)計，準(zhǔn)備中期答辯。 第14～15周：完善整個電解加工工裝設(shè)計。 第16～17周：完成裝配圖（包括三維裝配圖)及零件圖的繪制等工作。 第17～18周：對所有圖紙進(jìn)行校核，編寫設(shè)計說明書，所以資料提交指導(dǎo)老師。 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 范植堅,王天成.電解加工技術(shù)及其研究方法[M].北京:國防工業(yè)出版社,2004. [2] 王建業(yè),徐家文.電解加工原理與應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2001. [3] 沈健,朱樹敏,陳遠(yuǎn)龍.鍛模電解加工新技術(shù)[J].電加工,1998,76（01）：35-37. [4] 沈健,張海巖.鍛模電解加工工具電極的反拷和修正方法[J].電加工與模具,2001,32 (4):13-15. [5] 王以華.鍛模設(shè)計技術(shù)及實例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009. [6] 洪慎章,金龍建.實用熱鍛模設(shè)計與制造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011. [7] 朱樹敏,沈光祖.鍛模的脈沖電流電解加工[J].電加工,1990,64(01):45-48. [8] 李春,李毅.磨具型腔的數(shù)控銑削法電解加工[J].電加工與模具,2004,32（04):50-52. [9] 姚澤坤.鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2001. [10] 成巨強(qiáng),劉志學(xué).金屬鍛造加工基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2012. [11] 朱獲.國外電解加工的研究進(jìn)展[J].電加工與模,2000,45(01):15-18. [12] 徐家文,王建業(yè),田繼安.21世紀(jì)初電解加工的發(fā)展和應(yīng)用[J].電加工與模具,2001,27 (06):32-34. [13] 趙雪松,蘇學(xué)滿,張明.模具鋼電解機(jī)械復(fù)合拋光工藝研究[J].中國機(jī)械工程,2003,82 (12):21-24. [14] 崔柏偉.發(fā)動機(jī)連桿模鍛工藝及模具[J].機(jī)械工程師,2007,10(12):52-53. [15] 劉晉春,白基成,郭永豐.特種加工[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003. [16] Rajurkar K P,Zhu D.Improvement of Electrochemical Machining Accuracy by Uing OrbitalElectrodeMovement.CIRP Annals-Manufacturing Technology,1999:139-142. [17] RolfSchuster,ViolaKirchner,Philippe,etall.ElectrochemicalMicromachining. Science Vol 289,2000:98-101. [18] Wilson J.Practice and Theory of Electrochemical Machining.Scienve Vol 30, 2002:125-135.