高溫合金零件電解加工工裝設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目：高溫合金零件電解加工工裝設(shè)計(jì)系別機(jī)電信息系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級姓名學(xué)號導(dǎo)師2012年12月17日1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（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題目背景電解加工以其加工速度快、表面質(zhì)量好、凡金屬都能加工而且不怕材料硬、韌、無宏觀機(jī)械切削力、工具陰極無損耗、可用同一個成形陰極作單方向送進(jìn)而成批加工復(fù)雜型腔、型面、型孔等優(yōu)點(diǎn)。研究對象是加工精度難以保證、工件材料硬度高，難切削，工序冗長、良品率低；加工后零件存在殘余變形，即使在生產(chǎn)過程中采取校形、時效措施，但合格品在庫存時由于殘余應(yīng)力的釋放又會造成零件再次變形而成為非合格產(chǎn)品，不能與其它零件進(jìn)行裝配。采用電解加工需要設(shè)計(jì)一套工裝，通過工藝試驗(yàn)修正曲面陰極的形狀。1.2研究意義通過本課題的設(shè)計(jì)，達(dá)到：（1）能夠充分了解到電解加工原理及應(yīng)用；（2）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，分析解決工程技術(shù)問題的能力；鞏固加深擴(kuò)大基本理論和技能；（3）受高級工程技術(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。1.3國內(nèi)外相關(guān)研究情況電解加工在20世紀(jì)60年代初,首先在炮管膛線和航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片的加工中得到應(yīng)用,其后又逐漸擴(kuò)大應(yīng)用于鍛模型腔、深孔、小孔、長鍵槽、等截面葉片整體葉輪的加工以及去毛刺等領(lǐng)域,取得了顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。在70年代以后,隨著國際市場經(jīng)濟(jì)競爭形式的變化,產(chǎn)品更新?lián)Q代快,生產(chǎn)批量減小,使得電解加工的適用范圍也發(fā)生變化。電解加工現(xiàn)已成為航空航天制造業(yè)中一種關(guān)鍵技術(shù),被廣泛地應(yīng)用在發(fā)動機(jī)葉片等零部件的生產(chǎn)中，而且電解加工在兵器、汽車、醫(yī)療器材、電子、模具等行業(yè)中得到了許多應(yīng)用。國外很多研究機(jī)構(gòu)對電解加工進(jìn)行了大量的研究投入,并且在多方面取得了顯著進(jìn)展。2、本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施：2.1研究的主要內(nèi)容研究的主要內(nèi)容是高溫合金零件如圖1和圖2所示，設(shè)計(jì)一套加工該零件的電解加工工裝，包括：（1）高溫合金零件電解加工陰極；（2）裝夾高溫合金零件電解加工的陰極和工件的夾具裝置；（3）運(yùn)用Pro/E、UG等軟件畫出高溫合金零件電解加工工裝三維裝配圖。電解加工裝置除了應(yīng)保證工件裝夾和定位外，還應(yīng)考慮導(dǎo)電、供液、流場分布，非加工面的保護(hù)，工件和工具（即正負(fù)極、陰陽極）之間的絕緣等問題。圖1高溫合金零件二維圖圖2高溫合金零件三維圖2.2采用的研究方案、研究方法或措施針對對這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以從陰極設(shè)計(jì)方面、流場設(shè)計(jì)和導(dǎo)電三個方面設(shè)計(jì)方案。陰極的設(shè)計(jì)可根據(jù)加工零件的形狀設(shè)計(jì)，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，即側(cè)流式、正流式和反流式?？筛鶕?jù)加工對象的幾何形狀確定流動形式。對于型面曲率變化不大的三維型面如一般葉片型面、葉片鍛模型腔等，可采用側(cè)流式，對于圓孔、型孔可采用正流式或反流式，對于某些復(fù)雜的型腔或型面，可在陰極上設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐ㄒ翰郏祝┎捎谜魇交蚍戳魇?，或者兩種流動形式都存在的復(fù)合流動形式進(jìn)行加工。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(jì)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)流段則置于夾具本體或陰極導(dǎo)向裝置中。導(dǎo)電回路有兩類結(jié)構(gòu)：一是引入導(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，；另一類是通過工作臺將電流傳輸?shù)綂A具定位快上，通過陰極安裝板傳輸?shù)焦ぞ哧帢O上。另外夾具與機(jī)床應(yīng)可靠地絕緣，嚴(yán)格防止漏電。方案一：在陰極設(shè)計(jì)方面，針對加工零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(diǎn)的控制方案。加工過程中葉片毛坯豎直或水平裝夾，陰極平行于緣板進(jìn)給。在流場設(shè)計(jì)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，由流動形式為側(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：針對加工零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(diǎn)的控制方案。加工過程中葉片毛坯豎直或水平裝夾，陰極平行于緣板進(jìn)給。在流場設(shè)計(jì)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，由流動形式為側(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具定位快上，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(jì)方面，針對加工零件的幾何形狀采用全方位加工（360EMC）方式.該方式使陰極斜向進(jìn)給，是陰極相對葉身軸線呈45或60方向進(jìn)給。在流場設(shè)計(jì)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，由流動形式為側(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。根據(jù)以上三種方案，進(jìn)行比較選擇出其中一種較好的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過選擇，從以上三種方案中初步確定采用方案一。3、本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作：3.1研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生電化學(xué)陽極溶解的原理對工件進(jìn)行成形加工的特種加工，又稱電化學(xué)加工。電解加工的重點(diǎn)是針對不同的加工零件設(shè)計(jì)出加工該零件的陰極以及裝夾該零件電解加工的陰極和工件的夾具裝置。電解加工的難點(diǎn)是電解加工是一種復(fù)制加工,工具陰極的輪廓形狀須根據(jù)圖紙給定的工件形狀和加工間隙的分布規(guī)律來設(shè)計(jì)，加工間隙分布的不均勻?qū)е玛帢O設(shè)計(jì)非常困難。陰極材料一般選黃銅或?qū)щ娦阅芎谩⒈阌谘a(bǔ)焊修理電解加工中造成的短路燒傷缺陷的低碳鋼。陰極設(shè)計(jì)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(zhì)量越高,但也越容易短路,造成流場設(shè)計(jì)復(fù)雜。通常,影響間隙值的因素較多,所以在機(jī)床、電源條件允許的情況下,建議取間隙值在0.15mm0.30mm之間。另外，流場的設(shè)計(jì)也是電解加工研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。流場形式的選擇以及流場均勻性的設(shè)計(jì)，對電解加工質(zhì)量的影響非常重要。所以要設(shè)計(jì)好電解加工的流場。流場的設(shè)計(jì),是指陰極到加工區(qū)的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)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)。而且，流場設(shè)計(jì)要均勻。流暢均勻性是指加工面上各處流量充足、均勻，不發(fā)生流線相交和其他流場缺陷如空穴現(xiàn)象、分離現(xiàn)象等。3.2前期已開展工作前期工作主要有認(rèn)真閱讀課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，了解課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中的要求。并上網(wǎng)查閱相關(guān)電解加工的知識，初步了解什么是電解加工以及為何要進(jìn)行電解加工。到校圖書館借閱書籍電解加工技術(shù)及其研究方法和電解加工技術(shù)及其研究方法查看書籍中關(guān)于電解加工的介紹和有關(guān)葉片電解加工的知識的介紹。并且讀書時做讀書筆記，把重要的知識和不理解的知識記錄在本上，并和老師進(jìn)行討論，在老師的幫助下解決問題。上網(wǎng)查閱關(guān)于電解加工的期刊及文獻(xiàn)，進(jìn)一步了解什么是電解加工，電解加工過程是如何進(jìn)行的。另外認(rèn)真分析老師所給高溫合金零件的結(jié)構(gòu)以及尺寸，用CAD完成高溫合金零件的二維圖，用Pro/E完成高溫和及零件的三維圖。4、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）：12周：熟悉課題，完成關(guān)于電解加工的