喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，所見即所得，歡迎充值購(gòu)買哦======================喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，所見即所得，歡迎充值購(gòu)買哦======================喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，所見即所得，歡迎充值購(gòu)買哦====================== 油箱蓋熱鍛模電解加工工裝設(shè)計(jì)開題報(bào)告 一、 選題的目的及意義 基于電解過程中的陽(yáng)極溶解原理并借助于成型的陰極，將工件按一定形狀和尺寸加工成型的一種工藝方法，稱為電解加工。 采用電解加工實(shí)現(xiàn)模具加工具有表面質(zhì)量好，使用壽命長(zhǎng)，脫模好，成本低的優(yōu)點(diǎn)。通過本課題的設(shè)計(jì)，達(dá)到：（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的知識(shí)，分析解決工程技術(shù)問題的能力；（2）鞏固加深擴(kuò)大基本理論和技能；（3）受高級(jí)工程技術(shù)人員能力的訓(xùn)練；調(diào)研、查閱文獻(xiàn)，制定方案、設(shè)計(jì)、撰寫。（4）創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在經(jīng)歷大約20年的低潮后，從20世紀(jì)90年代后期起，電解加工又重新煥發(fā)了生機(jī)。其研究機(jī)構(gòu)及人員逐漸壯大，應(yīng)用領(lǐng)域(尤其在航天、航空、軍工領(lǐng)域)有所擴(kuò)展，研究成果及論著數(shù)量激增，工藝技術(shù)水平及設(shè)備性能均達(dá)到了一個(gè)新的高度。 1工藝技術(shù)研究 目前，電解加工工藝技術(shù)研究涉及的方向較多，但主要集中在微秒級(jí)脈沖電流加工、微精加工、數(shù)控展成加工、陰極設(shè)計(jì)及磁場(chǎng)對(duì)電解加工的影響等五大領(lǐng)域。下面分別加以詳述。 1.1微秒級(jí)脈沖電流加工 自20世紀(jì)70年代初起，前蘇聯(lián)、美國(guó)、日本、法國(guó)、波蘭、瑞士、西德等相繼開始了對(duì)脈沖電流電解加工的研究。在國(guó)內(nèi)，多家單位相繼開展了毫秒級(jí)脈沖電 流電解加工的研究并成功用于工業(yè)生產(chǎn)。隨著近代功率電子技術(shù)的發(fā)展，新型快速功率電子開關(guān)元件如MOSFET、IGBT等出現(xiàn)，使得有可能實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)脈沖電流電解加工。20世紀(jì)90年代以來，微秒級(jí)脈沖電流電解加工基礎(chǔ)工藝研究取得突破性進(jìn)展。研究表明，此項(xiàng)新技術(shù)可以提高集中蝕除能力，并可實(shí)現(xiàn)0.05mm以下的微小間隙加工，從而可以較大幅度地提高加工精度和表面質(zhì)量，型腔最高重復(fù)精度可達(dá)0.05mm[1,2,3]，最低表面粗糙度可達(dá)Ra0.40μｍ[1]，有望將電解加工提高到精密 加工的水平，而且可促進(jìn)加工過程穩(wěn)定并簡(jiǎn)化工藝，有利于電解加工的擴(kuò)大應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)利用微秒級(jí)脈沖電流開展了模具型腔及葉片型面加工、型腔拋光、電解刻字、電解磨等工藝可行性試驗(yàn)以及氣門模具生產(chǎn)加工試驗(yàn)[1，3]，研究成果進(jìn)一步從工藝角度證實(shí)了上述結(jié)論。 1.2微精加工 從原理上而言，電化學(xué)加工技術(shù)可分為兩類：一類是基于陽(yáng)極溶解原理的減材技術(shù)，如電解加工、電解拋光等；另一類是基于陰極沉積原理的增材技術(shù)，如電鍍、電鑄、刷鍍等。這兩類技術(shù)有一個(gè)共同點(diǎn)，即材料的去除或增加過程都是以離子的形式進(jìn)行的。由于金屬離子的尺寸非常微小(10-1nm級(jí))，因此，相對(duì)于其它“微團(tuán)”去除材料方式(如微細(xì)電火花、微細(xì)機(jī)械磨削)，這種以“離子”方式去除材料的微去除方式使得電化學(xué)加工技術(shù)在微細(xì)制造領(lǐng)域、以至于納米制造領(lǐng)域存在著極大的研究探索空間。從理論上講，只要精細(xì)地控制電流密度和電化學(xué)發(fā)生區(qū)域，就能實(shí)現(xiàn)電化學(xué)微細(xì)溶解或電化學(xué)微細(xì)沉積。微細(xì)電鑄技術(shù)是電化學(xué)微細(xì)沉積的典型實(shí)例，它已經(jīng)在微細(xì)制造領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。微細(xì)電鑄是LIGA技術(shù)一個(gè)重要的、不可替代的組成部分，已經(jīng)涉足納米尺寸的微細(xì)制造中，激光防偽商標(biāo)模版和表面粗糙度樣塊是電鑄的典型應(yīng)用[5,6]。但電化學(xué)溶解(成型)加工的雜散腐蝕及間隙中電場(chǎng)、流場(chǎng)的多變性嚴(yán)重制約了其加工精度，其加工的微細(xì)程度目前還不能與電化學(xué)沉積的微細(xì)電鑄相比。目前電化學(xué)微精成型加工還處于研究和試驗(yàn)階段，其應(yīng)用還局限于一些特殊的場(chǎng)合，如電子工業(yè)中微小零件的電化學(xué)蝕刻加工(美國(guó)IBM公司)、微米級(jí)淺槽加工(荷蘭飛利浦公司)、微型軸電解拋光(日本東京大學(xué))已取得了很好的加工效果，精度已可達(dá)微米級(jí)[5]。微細(xì)直寫加工、微細(xì)群縫加工及微孔電液束加工，以及電解與超聲、電火花、機(jī)械等方式結(jié)合形成的復(fù)合微精工藝已顯示出良好的應(yīng)用景[9~12]。 數(shù)控展成加工 傳統(tǒng)的拷貝式電解加工的陰極設(shè)計(jì)制造困難，加工精度難以保證。尤其對(duì)整體葉輪上的扭曲葉片之類通道狹窄的零件表面，由于受工具陰極剛性及加工送進(jìn)方式的限制，拷貝式電解加工更難以完成其加工任務(wù)。20世紀(jì)80年代初，以簡(jiǎn)單形狀電極加工復(fù)雜型面的柔性電解加工——數(shù)控展成電解加工的思想開始形成，它以控制軟件的編制代替復(fù)雜的成形陰極的設(shè)計(jì)、制造，以陰極相對(duì)工件的展成運(yùn)動(dòng)來加工出復(fù)雜型面。這種加工方法工具陰極形狀簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)制造方便，應(yīng)用范圍廣，具有很大的加工柔性，適用于小批量、多品種、甚至單件試制的生產(chǎn)中。80年代中期，前蘇聯(lián)烏法航空學(xué)院特種加工工藝及設(shè)備研究所以 過程控制為突破口，設(shè)計(jì)了一種柔性電解加工單元，應(yīng)用特殊的電流脈沖波形和高選擇性的電解液，加工精度達(dá)0.02mm，表面粗糙度達(dá)Ra0.2～0.6μm。波蘭華沙工業(yè)大學(xué)的Kozak教授于1986年率先提出了電解銑削的思想，以棒狀旋轉(zhuǎn)陰極作類似于圓柱狀側(cè)銑刀的成形運(yùn)動(dòng)來形成加工表面，成功地應(yīng)用于直升機(jī)旋翼座架型面的加工，加工中采用NaNO3電解液，精度可達(dá)±0.01～0.02mm，表面粗糙度達(dá)Ra0.16～0.63μm。波蘭Cracow金屬切削學(xué)院的A.Ruszaj和J.Cekaj教授利用形似球頭銑刀的工具陰極，進(jìn)行了型面光整加工的試驗(yàn)研究，取得了形狀誤差小于0.01mm的加工效果 ，從而證明了該工藝在模具的光整加工方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值。美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯都高度重視數(shù)控電解加工技術(shù)的研究并已得到應(yīng)用，在新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)及航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制中發(fā)揮了重要作用。美國(guó)GE公司的五軸數(shù)控電解加工，美國(guó)、俄羅斯仿形電解加工帶冠整體葉輪代表了數(shù)控電解加工整體葉輪的國(guó)際先進(jìn)水平。 南京航空航天大學(xué)從20世紀(jì)80年代中期開始進(jìn)行數(shù)控展成電解加工工藝技術(shù)的研究，已在電解加工設(shè)備研制、加工機(jī)理研究、控制軟件編制及工藝試驗(yàn)等方面均取得了重要進(jìn)展[7,8,9]。具體研究?jī)?nèi)容包括以下幾方面： (1)設(shè)備研制：研制了五軸數(shù)控電解加工機(jī)床及配套的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù) 控系統(tǒng)。該機(jī)床具有三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸及二個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸，各軸均采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)為二級(jí)數(shù)控系統(tǒng)，上位機(jī)為一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，用于數(shù)據(jù)處理及生成數(shù)控加工程序，下位機(jī)為組合在一起的五臺(tái)經(jīng)濟(jì)型二軸數(shù)控單元及其驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)。(2)成形規(guī)律研究：研究了棒狀外噴式陰極、三角形截面內(nèi)噴式陰極、矩形截面內(nèi)噴式陰極三種狀況下展成電解加工間隙隨一些主要工藝參數(shù)變化的規(guī)律。(3)陰極設(shè)計(jì)：針對(duì)整體葉輪結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造了不同結(jié)構(gòu)的開槽陰極、型面精加工陰極，并通過工藝試驗(yàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷改進(jìn)，現(xiàn)已設(shè)計(jì)出了新穎結(jié)構(gòu)的組合式開槽陰極及矩形截面整體式型面精加工陰極，很好地解決了加工過程中易產(chǎn)生的陰極短路燒傷問題。 (4)加工軟件開發(fā)：針對(duì)整體葉輪的開槽加工及型面精加工，開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)控展成電解加工軟件，具有葉片型面的數(shù)據(jù)處理、數(shù)控加工的展成運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算及整體葉輪的三維型面幾何造型等功能。 (5)加工工藝試驗(yàn)：包括直紋面、非直紋面整體葉(渦)輪及帶冠整體葉輪的展成電解加工、葉片型面電解拋光與五軸聯(lián)動(dòng)電解磨削等。試驗(yàn)表明，工藝過程穩(wěn)定可靠可以獲得較高的加工精度和較低的表面粗糙度。 陰極設(shè)計(jì) 目前的生產(chǎn)實(shí)際中，多采用迭代試驗(yàn)修正法來制作陰極，這不僅浪費(fèi)人力物力，而且要求操作者具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和很高的技術(shù)水平，同時(shí)也大大延誤了生產(chǎn)周期，增加了制造成本。特別是對(duì)于形狀復(fù)雜和精度要求較高的零件，陰極設(shè)計(jì)問題已成為影響電解加工應(yīng)用的一個(gè)重要原因。南京航空航天大學(xué)研究設(shè)計(jì)了陰極設(shè)計(jì)CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架以及開發(fā)策略。該系統(tǒng)基于專家系統(tǒng)，結(jié)合專業(yè)技術(shù)人員和領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)來優(yōu)選工藝參數(shù)，并且采用基于自由邊界的數(shù)值算法，保證算法的收斂性[10]。南京航空航天大學(xué)還提出了一種基于正問題數(shù)值求解模擬“試驗(yàn)修整”進(jìn)行陰極設(shè)計(jì)的方法。該方法將生產(chǎn)實(shí)際中制造陰極的過程再現(xiàn)于計(jì)算機(jī)上。采用有限元求解拉普拉斯方程得到加工間隙中的電位分布，通過不斷地將獲得的等位線與理想工件邊界進(jìn)行比較，將得到的差值映射到陰極端 用來指導(dǎo)陰極的修整，直到工件陽(yáng)極端的差值小于所允許的值。該 設(shè)計(jì)方法具有易于處理復(fù)雜邊界、 收斂性好、精度高的特點(diǎn)[11]。 合肥工業(yè)大學(xué)也提出了應(yīng)用陰極設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表來進(jìn)行陰極設(shè)計(jì)的方法，通過合理設(shè)計(jì)工藝試驗(yàn)，獲取了特征部位的加工間隙偏差值，據(jù)此計(jì)算出各特征部位對(duì)應(yīng)陰 極處的附加修正量。在此基礎(chǔ)上，建立五種陰極設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表，為陰極設(shè)計(jì)提供了豐富的修正數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，可望建立陰極設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)[12]。 磁場(chǎng)提高電解加工精度的研究這項(xiàng)技術(shù)早期研究較多的是磁場(chǎng)對(duì)電解磨削、電解拋光的影響。近年來，國(guó)內(nèi)開展了電解成型加工疊加磁場(chǎng)的研究。西北工業(yè)大學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)加工對(duì)象是鈦合金或者是在NaCl電解液中加工45鋼時(shí)，磁場(chǎng)可以顯著減少雜散腐蝕，提高加工精度，而在NaNO3電解液中加工45鋼則效果甚微[13]。西安工業(yè)學(xué)院進(jìn)行了磁場(chǎng)影響電場(chǎng)的仿真試驗(yàn)及在電解加工裝置上疊加磁場(chǎng)的加工工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，電解加工過程中疊加磁場(chǎng)會(huì)改變?cè)须妶?chǎng)分布，進(jìn)而改變間隙流場(chǎng)的分布，從而有利于解決以往電解加工過程中的雜散腐蝕現(xiàn)象，提高電解加工的質(zhì)量。只有在疊加磁場(chǎng)方向垂直于電場(chǎng)方向且N極指向電場(chǎng)疊加磁場(chǎng)時(shí)，對(duì)電場(chǎng)均布有較明顯的作用 [14]。此外，采取切割流線的方向疊加磁場(chǎng)，洛侖茲力的作用有利于成股的束流展開；磁場(chǎng)可以減小電解液的粘度，改善其流動(dòng)性能，有利于及時(shí)排走電解產(chǎn)物和熱量，改善加工條件，提高加工穩(wěn)定性[15]。 除了上述五大研究方向之外，帶冠整體葉輪加工、周期循環(huán)電解加工、數(shù)控銑床電解加工、脈沖電解加工間隙測(cè)控方法、基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電解加工精度預(yù)測(cè)模型、電解加工中管理系統(tǒng)的開發(fā)等工藝技術(shù)的研究均有所創(chuàng)新或突破。 三、本課題的研究手段和預(yù)期結(jié)果 1、研究?jī)?nèi)容 (1)查閱文獻(xiàn)資料，詳細(xì)研究零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)。 (2)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取毛坯的種類和制造方法毛坯余量的選擇。 (3)制定工藝規(guī)程和可行性分析。 (4)選擇粗精基準(zhǔn)，計(jì)算和選擇金屬切削機(jī)床的技術(shù)參數(shù)。 (5)根據(jù)電解加工工裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工序過程中的專用夾具。 2、本課題可能遇到的問題及其研究方法 （1）在剛開始的時(shí)候工序的劃分以及定位基準(zhǔn)會(huì)比較難選擇，所以就在過程中腰認(rèn)真分析零件圖，了解電解加工工裝的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相關(guān)的技術(shù)要求而加工工序要根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)來認(rèn)真分析。 （2）在夾具設(shè)計(jì)的時(shí)候也可能遇到問題，比如工件的定位是否正確，定位精度是否滿足要求等等，所以要調(diào)查現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的電解加工工裝結(jié)構(gòu)，從整體上把握設(shè)計(jì)的方向，了解電解加工工裝的加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計(jì)原理。 （3）通過大量的資料，研究零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的加工方法，及選擇合理的基準(zhǔn)和工序安排。 （4）熟悉夾具的結(jié)構(gòu)選擇合理的機(jī)床及裝夾設(shè)備，確定加工余量和工序，進(jìn)行精細(xì)的準(zhǔn)確的尺寸計(jì)算，和時(shí)間的估算。 3、課題預(yù)期結(jié)果 （1）了解了電解加工工裝的作用，完成對(duì)零件的結(jié)構(gòu)分析，并制作出合理的夾具及裝夾方案 （2）在保證經(jīng)濟(jì)和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。 （3）在老師的要求下及自己的計(jì)劃內(nèi)完成各項(xiàng)任務(wù)。 4、完成課題所需的工作條件 在前期得做好各項(xiàng)準(zhǔn)備，要查閱大量的文獻(xiàn)了解電解加工工裝的結(jié)構(gòu)，并在CAD，PRO/E上畫出這個(gè)零件，認(rèn)真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當(dāng)中就需要一些工具書比如機(jī)械加工工藝手冊(cè)，夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)，刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)以及有關(guān)教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。 四、研究進(jìn)度 第1—第2周 完成收集資料，開題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述及外文翻譯等 第3--第5周 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸要求，完成工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 第6—第9周 工藝裝備設(shè)計(jì) 第10—第12周 編寫設(shè)計(jì)說明書 第13周 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 五、主要參考文獻(xiàn)資料 [1] 于勇. 我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 山西焦煤科技 ,2010,(S1) :75-76 [2] 應(yīng)雷. 淺談我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的困境和發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策[J]. 科技資訊, 2010,(27) :112 [3] 侯志楠. 淺析機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 2010/20 [4] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M] .高等教育出版社，2006 [5] 黎震，朱江峰. 先進(jìn)制造技術(shù)[M] . 北京理工大學(xué)出版，2009 [6] 鄭修本. 機(jī)械制造工藝學(xué)[M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [7] 徐鴻本. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004 [8] 聞邦椿. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第5版）第1卷 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010 [9] 張捷. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M] . 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