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（图纸+论文）高温合金零件电解加工工装设计（全套完整）

中不断高速流过，以保证带走阳极溶解产物和电解电流通过电解液时所产生的热量，并去极化。工件参照图.，其有关成型规律的方程组可写作η.在加工平衡状态上式中阴阳极之间的电压电解加工阴阳极电极电位值总和间隙电解液中的电压降电流密度к电解液导电率•电解加工间隙阴极送进速度与工件阳极表面法向之间的夹角对应上述处的平衡加工间隙对应处的平衡加工间隙，通常又称端面平衡间隙阳极被加工表面的法向蚀除速度，通常简称为工件加工速度工具阴极送进速度η电流效率体积电化当量•。图.基于简化电场的成型规律描述以上方程组就是基于简化电场进行成型规律计算和阴极设计的实用计算式，也就是常用的法。电解加工阴极的设计除了最常用的法外，对于些加工性状简单的工件，可以采用等间隙分布的原则进行阴极的设计。等间隙分布的原则是指在工件原有的尺寸上进行同等间隙的缩放，缩放后得到阴极的形状尺寸。这种设计方法较简单，但是却有局限性，对于那些型腔复杂的工件不能够使用，只适合形状简单的工件。以上两种方法都是基于简化电场分布的阴极设计方法，对于实际电场分布的阴极设计方法，这里介绍种有限元法。如图.给出了组工具阴极族的求解结果。其依据是已知的工件阳极形状和约定的工艺条件阳极边界电位，电解液的电导率和电流效率均为常数。有图.可以看出，所求解的阴极不只是个，而是“族”，即图中除阳极边界外的等位面都可以作为阴极边界，不同的只是阴极边界电位，或者说阴阳极之间的电位差不同，加工间隙值不同，但都能加工出同样的阳极型面。图.求解的工具阴极族.高温合金零件阴极的设计与计算针对这次研究的高温合金的零件如图.所示，采用等间隙分布的原则设计阴极的形状与尺寸。等间隙分布的原则就是在所加工的工件的实际尺寸得基础上进行同等的间隙的缩放，从而获得阴极的形状和尺寸。这里所缩放的间隙即电解加工的加工间隙，有上述可得知电解加工的加工间隙范围是。但不同的电解加工方式有不同的电解加工间隙范围，如表.及表.所示，总和了在各种加工条件下当前采用的间隙值范围，可以作为选用的参考。表.不同电解加工方式的加工间隙范围加工方式间隙范围直流电流活性电解液惰性电解液非线性加工，混气加工脉冲电流连续进给振动进给.周期循环多次对刀.表.不同工序的平均间隙范围工序种类间隙值极限范围常用范围孔及型腔加工小孔直径在以下小型腔型面长度大型腔型面长度以上叶片型面加工叶型长度以下电解车预钻通孔直径在以下外表面来电解加工的扩大应用不多，但为了解决应用中存在的问题，特别是围绕提高加工精度而创新电解加工工艺技术的研究仍在不断深入的进行，也出现了些新颖的电解加工方法。如早在年代初就出现的混气电解加工，年代在加工叶片模具中又得到了更广泛的应用，工艺上也有所创新小孔电液束加工技术在些先进工业国家直稳定用于解决诸如航空发动机叶片冷却孔，特别是深经比大呈空间角度分布的小孔加工中随着新型大功率电子器件的发展，在低频宽脉冲电解加工的基础上，年代出现了高频窄脉冲电流电解加工，有望将电解加工工艺提高到个新的水平电解与其他能量复合的加工技术，都有其独特的加工效果和应用范围年代开始研究的数控展成电解加工技术，综合了数控和电解两大技术的特点，扬长避短，相得益彰，其研究已由基础原理性进入实际应用阶段，开始在加工扭曲叶片型面的整体叶轮中得到应用。高温合金零件电解加工阴极的设计与计算.电解加工成型规律的研究电解加工成型规律的研究，目的是为了求解加工间隙随加工时间的变化，在不同几何位置的分布，以函数形式可写作。如果加工已进入平衡加工状态，则参数不随时间而变化，间隙也只是位置的函数，记作。基于加工间隙的分布，则可以根据所要电解加工的零件图而设计工具阴极或反之，可根据工具阴极的几何形状预测被加工工件阳极的形状。由于成型规律，即加工间隙的时空分布受多种因素的影响了，特别是对于那些形状复杂的型面加工，其加工间隙分布规律则更难求解。为了使问题简化而又不失其求解精度，可以在简化的基础上再逐项考虑多种因素的影响。在成型规律研究中，首先抓住主要矛盾，即基于电场分布而分析电解加工成型规律问题，这是在电解加工领域研究成型规律设计工具阴极的主要处理方法。.电解加工阴极设计的方法在电解加工应用和研究的初期，甚至当今在实际生产中，还大都采用上述近似的研究方法，最典型的是法。它是基于如下简化电场的假设条件下进行研究的。沿电流线方向，电位梯度不变在同电流线上，有相同的电场强度。从阳极等位面开始，到阴极等位面止，电位逐渐减小，等位面与电流线正交，电流线有阳极指向阴极。取电流效率η为常数对电解液电解液在任何电流密度条件下可取η为常数对电解液在高于定的电流密度条件下η可近似为常数在同电流线上取电解液导电率к相同。基于以上假设，则可认为在同电流线上，电流密度相同又因为先前已约定加工出于平衡状态，且电解加工间隙很小.，则在工件被加工表面法向与工具阴极表面法向间夹角不大的情况下，近似认为电流线同时垂直工件及阴极表面，取电力线的直线长度替代实际呈弧线形状的电力线。如此，求解电解加工之间隙长度问题就转化为求解相应处电力线长度的问题，可才用欧姆定律建立起近似电流线长度与加工电压的关系再基于法拉第电解定律导出阳极表面电解速度的大小以及最终阴阳极型面相互之间的几何关系。品更新换代快,生产批量减小,使得电解加工的适用范围也发生变化。电解加工现已成为航空航天制造业中种关键技术,被广泛地应用在发动机叶片等零部件的生产中，而且电解加工在兵器汽车医疗器材电子模具等行业中得到了许多应用。国外很多研究机构对电解加工进行了大量的研究投入,并且在多方面取得了显著进展。为适应高新技术的发展新型军工型号研制的需要，以及提高电解加工自身的水平，近二十余年，国内外在提高电解加工精度及扩大电解加工的应用等方面进行了大量的研究工作。新型电解液脉冲电流电解加工复合电解加工数控展成电解加工等新兴工艺方法以及自动生产线自动机床等新兴电解加工设备的出现，为实现上述战略目标展现了广阔的前景。随着世纪信息生物嶶纳技术的发展及其对制造技术不断增长的需要，微细加工将成为制造相应设备的重要手段，电解加工进行材料去除是以离子溶解的形式进行的，这种去除方式使得电解加工具有微细加工的可能。目前国内外制造业均十分关注微细电化学加工发展，将电解加工高速去除金属的理念用到传统电化学过程中，是促进该项技术进步的有效途径，微细电化学加工就不仅仅指静态条件下的掩膜电化学刻蚀了。利用电化学刻蚀技术，使其与超短脉冲电流电源间隙控制调节系统等技术集成，为实现亚微米级微细电化学加工提供条途径。此外，利用电解原理，在磨削过程中了，不断对粘结金属的砂轮中的结合剂进行电解在线修形技术可以有效实现对硬脆材料的纳米表面加工。目前电解加工发展方向主要有两方面是不断追求电解加工的极限加工能力，探求微纳米尺度上的加工二是针对目前工业制造中大量存在的尺寸从几微米至几百微米的结构，研究如何采用电解加工经济高效地进行加工。目前，国内外开展这方面的研究主要包括针对硅材料的半导体加工技术和针对金属等非硅基材料的加工技术，前者研究比较系统成熟而针对金属材料，目前发展了许多不同的加工技术如技术电火花加工技术激光加工技术等，虽然加工精度和加工尺寸均能达到较高的水平，但是存在加工效率低成本昂贵加工范围有限等缺点。.本课题主要研究的目的意义以及重点和难点研究对象加工精度难以保证工件材料硬度高，难切削，工序冗长良品率低加工后零件存在残余变形，即使在生产过程中采取校形时效措施，但合格品在库存时由于残余应力的释放又会造成零件再次变形而成为非合格产品，不能与其它零件进行装配。采用电解加工需要设计套工装，通过工艺试验修正曲面阴极的形状。通过本课题的设计，达到培养学生综合运用所学的基础课技术基础和专业课的知识，分析解决工程技术问题的能力巩固加深扩大基本理论和技能受高级工程技术人员能力的训练调研查阅文献，制定方案设计撰写。创新能力和团队精神。课题研究的内容是根据研究对象高温合金零件如图.和.所示，设计套加工该零件的电解加工工装，包括高温合金零件电解加工阴极高温,合金,零件,电解,加工,工装,设计,毕业设计,全套,图纸高温合金零件电解加工工装设计摘要电解加工又称电化学加工，是金属工件在电解液中发生阳极溶解的种加工过程。电解加工对难加工材料可以以柔克刚，对形状复杂的零件可以次成型，并以表面质量好生产率高无工具损耗无切削应力等优点，在制造业中发挥着重要作用。论文通过对高温合金零件进行分析，设计出套电解加工工装。电解加工工装包括阴极的设计计算流场的设计计算以及零件的定位等。阴极的设计采用等间隙分布的原则，在零件原有尺寸上缩小定的间隙，来设计阴极。根据不同的加工方式可以有不同的加工间隙，这里取加工间隙为.。对于流场的设计，根据零件的特点采用侧流式加工，在流场设计时还要确定电解液流速和进口压力。另外，流场的设计要均匀，均匀性是指加工面上各处流量充足均匀，不发生流线相交和其他流场缺陷如空穴现象分离现象等。另外，工装的设计要保证良好的密封性。通过设计电解加工工装加工高温合金零件比机械切削加工省时省力，与机械切削加工相比电解加工的表面质量好，且加工范围广，没有切削应力。关键词电解加工阴极设计流场合金零件阴极的定位与连接.高温合金零件电解加工底座的设计.阴极连接杆的设计.电解加工工装的特殊技术要求.电解加工的导流和导电方式.高温合金零件电解加工的总体设计及工作过程结论.总结.体会参考文献致谢毕业设计论文知识产权声明毕业设计论文独创性声明绪论.电解加工的原理电解加工,作为机械加工的的补充手段走过了半个世纪。电解加工的基本原理是电化学阳极溶解，而这电化学过程又是建立在电解加工间隙中特定的电场流场分布的基础上的，故电场理论流场理论以及电化学阳极溶解理论构成了研究电解加工工艺的三大基础理论。电解加工以其在难切削材料复杂形状的零件加工中体现出的特殊优点，较好的适应了军事工业中若干重要关键产品的特殊需要，首先成为军工生产中不可缺少的重要手段和关键技术，在工业发达国家中获得了较好的应用效果，而我国则是世界上应用电解加工最多的国家只。电解加工又称电化学加工，是金属工件在电解液中发生阳极溶解的种加工过程。电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解原理，目的是获得具有定尺寸精度的零件。电解加工是种在高压力高流速条件下进行的电化学过程。电解加工区别于般电化学加工的关键就在于电解液的高速流动，加工时，工件接电源的正负，工具接电源的负极，按照般电化学过程，在电解液不流动或流速也很小时，电流也很小，只有当极简距小于，在高速流动流速大于的电解液中电流才会随间隙的减小显著增加。电解加工的基本原理是电化学阳极溶解，如图.所示。此种加工技术要求被加工的工件必须为导电材料，工具通常为紫铜黄铜或不锈钢材料。加工时，加工开始加工终了电解加工电源工具阴极工件阳极电解液图.电解加工原理简图工件接电源正极，工具接电源负极，电源电压通常为，加工电流密度为。工具电极向工件低速进给，使阴极和阳极之间保持较小的加工间隙，同时，使具有定压力的电解液从间隙中流过，这时阳极工件的金属材料被逐渐溶解，电解产物被高速流动的电解液带走，从而将工件加工成型。电解加工作为种加工工艺方法，我们不仅要关心其加工原理，而且在实践上更关心其加工过程中工件尺寸形状以及被加工表面质量的变化规律。而既能够定性分析又能够定量计算，可以深刻揭示电解加工工艺规律的基本定律就是法拉第定律。法拉第定律包含以下两项内容在电极的两项界面处如金属溶液界面上发生电化学反应的物质质量与通过其界面上的电量成