航空鍛件的熱鍛模及其電解加工工裝設(shè)計(jì)【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(jì)【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(jì),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(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題目: 航空鍛件的熱鍛模及其電解加工
工裝設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2013年 12月01日
1 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)綜述(題目背景、研究意義及國(guó)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(duì)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(dòng),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(shí)用價(jià)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(jiǎn)單的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(guò)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(méi)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(yáng)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(shí),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(guò),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(yáng)極溶解。
通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)課專業(yè)課的知識(shí)和分析解決工程技術(shù)問(wèn)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(shí)加強(qiáng)學(xué)生的合作團(tuán)隊(duì)精神,以及調(diào)研,查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì),制造方案的技能。
1.3 國(guó)外相關(guān)研究情況
電解加工在國(guó)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(diǎn),所以受到普遍重視。六十年代,在航空發(fā)動(dòng)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(guó)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(guó)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(guò)程中,不斷地檢測(cè)電流電壓及其變化率,當(dāng)發(fā)現(xiàn)火花在加工過(guò)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(tái)”、“程序控制自動(dòng)循環(huán)”等,全自動(dòng)電解加工。歐洲在汽車工業(yè)中已采用多工位連續(xù)自動(dòng)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(dòng)完成。美國(guó)還有多頭、多陰極、多工件及具有回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)床等,多用于加工一個(gè)工件的幾個(gè)工序,或者同時(shí)加工幾個(gè)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(guó)內(nèi)相關(guān)研究情況
我國(guó)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(kāi)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(lái)的實(shí)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(lái)應(yīng)用范圍有了不斷擴(kuò)大,機(jī)床自動(dòng)化程度也在迅速提高。同時(shí),在提高精度、陰極設(shè)計(jì)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(guó)外,工廠自制設(shè)備較多,一般地說(shuō)來(lái)性能較差。但近年來(lái)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(dòng)化程度也較高。國(guó)內(nèi)電解機(jī)床最大加工長(zhǎng)度可達(dá)6米,加工重量約兩噸,單機(jī)電源最大為2萬(wàn)安培,1萬(wàn)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(dòng)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(dòng)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(jì)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(duì)象設(shè)計(jì)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(huà)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(wèn)題。
2.2 研究方法和措施
針對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以從陰極,流場(chǎng)和導(dǎo)電方面設(shè)計(jì)方案。陰極的設(shè)計(jì),針對(duì)加工工件的幾何形狀設(shè)計(jì),在流場(chǎng)方面根據(jù)電解液的流動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)專門(mén)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(guò)工作臺(tái)將電流傳輸?shù)綂A具定位塊上,通過(guò)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(jì)方面,針對(duì)加工工件的幾何形狀采用兩個(gè)預(yù)先成型的陰極雙面同步加工,同步到達(dá)終點(diǎn)的控制方案。加工過(guò)程中工件水平裝夾,陰極平行于絕緣板進(jìn)給。在流場(chǎng)設(shè)計(jì)方面,根據(jù)加工對(duì)象的幾何形狀確定流動(dòng)形式為側(cè)流式。在導(dǎo)電方面設(shè)計(jì),由于流動(dòng)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(jì)方面,針對(duì)加工工件的幾何形狀采用兩個(gè)預(yù)先成型的陰極雙面同步加工,同步到達(dá)終點(diǎn)的控制方案。加工過(guò)程中工件水平裝夾,陰極平行于絕緣板進(jìn)給。在流場(chǎng)設(shè)計(jì)方面,根據(jù)加工對(duì)象的幾何形狀確定流動(dòng)形式為側(cè)流式。在導(dǎo)電方面設(shè)計(jì),由于流動(dòng)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(guò)工作臺(tái)將電流傳輸?shù)綂A具定位塊上,通過(guò)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(jì)方面,針對(duì)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(duì)工件軸線成45度或60度方向進(jìn)給。在流場(chǎng)設(shè)計(jì)方面,根據(jù)加工對(duì)象的幾何形狀確定流動(dòng)形式為側(cè)流式。在導(dǎo)電方面設(shè)計(jì),由于流動(dòng)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(guò)工作臺(tái)將電流傳輸?shù)綂A具定位塊上,通過(guò)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(diǎn)及難點(diǎn),前期以開(kāi)展工作
3.1 本課題的重點(diǎn)
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(jì)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(jì)和夾具裝置的設(shè)計(jì)也是本課題的研究重點(diǎn)。
3.2 本課題的難點(diǎn)
設(shè)計(jì)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(jì)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(yáng)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(kāi)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(shū)筆記,針對(duì)設(shè)計(jì)課題做出了設(shè)計(jì)流程。學(xué)習(xí)制圖軟件,畫(huà)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(jì)及其電解加工工裝方案,繪制其結(jié)構(gòu)草圖,準(zhǔn)備開(kāi)題答辯。
第4~5周:進(jìn)行航空鍛件的熱鍛模設(shè)計(jì)。
第6~7周:電解加工陰極設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)。
第12~13周:包括導(dǎo)電,供電方式和流場(chǎng)設(shè)計(jì),準(zhǔn)備中期答辯。
第14~15周:完善整個(gè)電解加工工裝設(shè)計(jì)。
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(duì)所有圖紙進(jìn)行校核,編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),所以資料提交指導(dǎo)老師。
指導(dǎo)教師意見(jiàn)(對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn))
指導(dǎo)教師: 年 月 日
所在系審查意見(jiàn)
系主管領(lǐng)導(dǎo): 年 月 日
參考文獻(xiàn)
[1] 范植堅(jiān),王天成.電解加工技術(shù)及其研究方法[M].北京:國(guó)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(guó)防工業(yè)出版社,2001.
[3] 沈健,朱樹(shù)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(jì)技術(shù)及實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
[6] 洪慎章,金龍建.實(shí)用熱鍛模設(shè)計(jì)與制造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.
[7] 朱樹(shù)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(jì)[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(guó)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(guó)機(jī)械工程,2003,82
(12):21-24.
[14] 崔柏偉.發(fā)動(dòng)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.
收藏