高温合金零件电解加工工装设计摘要和反流式，或者在些较为复杂的型面加工中，还可能构成既有正流又有反流这样两种流动形式都存在的复合流动形式如图.所示。所谓电解加工的流动形式是指电解液流向加工间隙流经加工间隙及流出加工间隙的流通路径流动方向的几何结构。图.侧流式图.正流式图.反流式对以上三种流动形式中加工间隙流道横截面积，即对垂直于流动方向的加工间隙截面积进行粗略分析，估算后就容易发现侧流式加工间隙中的流道截面积沿流动方向大致保持不变，严格的考察，变化很小而正流式流道横截面积沿流动方向呈扩张状态，或者说其电解液流动为扩散流反流式的流道横截面积变化则相反，流道横截面积沿流动方向呈收敛状，具有收敛流动特点。般讲，收敛流动更利于提高电解加工的稳定性和加工精度。考察各种流动形式还可发现，不同流动形式的选择对于电解加工夹具和工具阴极的设计制造对于加工间隙中流场均匀性也都有影响。对于流动形式的确定有以下几个原则根据加工对象的几何形状确定对于型面曲率变化不大的三维型面如般叶片型面叶片锻模型腔等，可采用侧流式。对于圆孔型孔类可采用正流式或反流式。对于些复杂的型腔或型面，可在阴极上设计适当的通液槽孔，采用正流式或反流式，或者两种流动形式都存在的复合流动形式进行加工。但对应通液槽孔口的加工面上，会残留加工凸起，给随后型面光整加工带来些麻烦。根据加工精度的要求确定般讲，形状复杂且精度要求高的工件可选用反流式或复合流动形式，但其夹具或阴极的设计制造比较困难。根据以上综述，结合高温合金零件的二维图和三维图，确定本次设计的电解加工工装的流动形式为侧流式，如图.。电解液在在工件上的流动方向如图.所示。图.电解液在工件上的流动方向.电解液流速和进口压力的确定流速是保证电解加工过程得以稳定进行的主要流场参数，而进口压力则是则是保证电解液流速的必要条件。对于些材料的电解加工，如钛合金电解加工，其加工精度表面质量受电解液流速的影响特别敏感，对于流速的选取更要注意，般要选取更高些的流速相应的输送压力也应更高以下对进口流速和进口压力的确定原则分别加以分析。电解液流速的确定定流速的电解液通过加工间隙，这是电解加工的必要基本条件。确定电解液流速的原则，就是要满足下述两点主要功能要求。选择适当高的流速，能从加工间隙中带走电解产物，且使电解液流速处于紊流状态，这样有利于均匀流场并消除浓差极化。确定流态的判别准则为雷诺数式中雷诺数电解液流速水力直径ν电解液的运动粘性系数过水截面的长过水截面的高当为层流，为紊流。故对应紊流状态的流速应该满足下式，即.选择适当高的流速以控制温升。大量生产实践表明，般宜控制液槽中电解液温度不超过，至多也不能超过，通常以不超过为宜。般而言，在上述两项要求中，控制温升所对应的流速比保证紊流状态所需要的流速更高，故确定流速的步骤是先从控制温升出发的，然后在验算是否保证紊流状态，如果不能达到紊流状态，则需要调整流速。图.间隙通道中的流态发展过程进口前无导流段根据上述抑制温升及保证紊流状态的原则确定了流速，但在夹具设计中还必须注意在间隙进口前安排适当长度的导流段以确保从加工间隙进口开始的间隙全长均处于紊流状态。如果没有进口前的导流段，则尽管有雷诺数判据确定流态以处于紊流，而由于阴阳极及夹具壁面对电解液的粘滞作用，使间隙中的流态分布有进口段的层流而逐渐发展到经过定流程后的紊流状态参见上图.。故此，设置进口段的导流段很有必要，而对混气加工则更需要特别注意。电解液压力的确定电解液的压力是指加工间隙进口处的压力简称进口压力和电解液输送泵的出口压力，考虑到管道中的压力损失，般电解液泵出口压力需比电解液进口压力高。以下介绍确定电解液进口压力的方法。由于间隙进口前电解液管道的横截面积远大于加工间隙的横截面积，则电解液在输送管中的的流速远远小于间隙中的流速，或者可近似假设在管道中的流速为零更准确的说，相对于电解液在间隙中流速，近似认为管道中流速为零。在这样假设前提下，可以认为电解液进口压力能具有这样三个作用提供电解液在加工间隙中流动的速度能有称动压，克服加工间隙中的粘性摩擦力以及平衡加工间隙出口端的压力背压。基于这样的流体动力分析，电解液进口压力的计算可参照下式进行计算。当流动形式为侧流式时，如图.所示图.电解加工流动形式为侧流式动压.粘性摩擦高温合金零件电解加工工装设计摘要工在世纪年代初,首先在炮管膛线和航空发动机涡轮叶片的加工中得到应用,其后又逐渐扩大应用于锻模型腔深孔小孔长键槽等截面叶片整体叶轮的加工以及去毛刺等领域,取得了显著的技术经济效果。在年代以后,随着国际市场经济竞争形式的变化,产品更新换代快,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装夹高温合金零件电解加工的阴极和工件的夹具装置运用等软件画出高温合金零件电解加工工装三维装配图。电解加工装置除了应保证工件装夹和定位外，还应考虑导电供液流场分布，非加工面的保护，工件和工具即正负极阴阳极之间的绝缘等问题。电解加工是利用金属在电解液中产生电化学阳极溶解的原理对工件进行成形加工的特种加工，又称电化学加工。电解加工的重点是针对不同的加工零件设计出加工该零件的阴极以及装夹该零件电解加工的阴极和工件的夹具装置。电解加工的难点是电解加工是种复制加工,工具阴极的轮廓形状须根据图纸给定图.高温合金零件二维图图.高温合金零件三维图的工件形状和加工间隙的分布规律来设计，加工间隙分布的不均匀导致阴极设计非常困难。.电解加工的研究方法以及电解加工新技术基于离子蚀除原理的电解加工可望成为种超精密加工技术，但目前电解加工却与精密微细相距甚远。作为特种加工中的种高效率无应力的加工技术，有必要深入研究电解加工的机理，特别是对加工精度和表面质量有显著影响的有关因素，比如电极溶液界面性质和间隙电场分布，探讨合适的工艺措施或测控技术。于是，电解加工的研究方法。测试和实验手段已经成为种迫切的课题提到桌面上来。电解加工是个复杂的非线性时变系统，迄今为止，对电解加工过程的研究，包含对成型过程和加工间隙的研究对加工中的现象和机理的研究以及电解加工新技术措施的研制过程的研究都缺乏测试手段的配合，或者测试手段过于繁复。在目前条件下由于测试条件的限制，主要通过对系统宏观效应的测试和分析来认识系统，根据加