（定稿）联接环锻模及其电解加工工装设计（全套下载）

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毕业设计论文作者签名指导教师签名日期第沿电流线方向，电位梯度不变在同电流线上，有相同的电场强度。

第二从阳极等位面开始，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。

第三取电流效率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。

其有关成型规律的方程组可写作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。

设计时首先将几何形状的复杂的型腔分为几个简单的部分，然后分别决个个部分的阴极尺寸。

.主阴极设计根据查阅参考的资料以及试验的经验，进给速度的快慢对阴极设计有很大的关系，进给的速度快，加工的间隙小。

反之，进给的速度慢，加工的间隙大。

根据查阅参考资料以及试验的经验的初步找出部分进给速度与斜度的关系。

连接环主型腔阴极的设计根据给定的模型获得的零件图可的，电解加工在工件与阴极之间间隙大于等与个毫米则不发生电解加工反应，故阴极的设计应该遵循电解加工的原理，加工锻模材料为合金钢材，所设计的阴极材料采用金属铜，采用黄铜可以增加电解加工的效率和提高加工成型零件的表面质量。

阴极的尺寸的确定，阴极的尺寸应当小于零件的尺寸大约为个毫米，考虑加工中的误差以及加工间隙的流场问题，加工过程防治电解液成为死水，导致电解加工的短路而烧伤阴极等情况，所设计的阴极应该比原零件小.个毫米。

阴极的进给速度式.说明底面平衡间隙与电流效率体积电化当量电导率，欧姆压降成正比，而与进给速度成反比。

至于侧面间隙侧面不绝缘，在电流效率相等的条件下有.式中侧面间隙进给量在窄缝电解加工中，随着加工深度的增加，侧壁腐蚀直进行。

不同间隙处的金属去除速度是不同的，为大间隙，为小间隙，这两处的去除速度分别为式中，分别为大间隙电流效率小间隙电流效率为工件材料的体积电化学当量，为电导率，为电压分别为大间隙电极电位差小间隙电极电位差。

对于电解液，在加工条件致的情况下不同间隙处的去除速度约等于间隙距离比。

由侧面间隙公式可知侧面间隙为抛物线形，加工深度越大，加工精度越差。

而对于电解液，由于侧壁上对应处的电流密度小于处的电流密度，对应处的也随之大大减小，侧壁上的去除速度大大减小，从而加工精度不会随加工深度的增加而恶化，而且由公式可知，去除速度与电流效率有很大的关系。

在窄缝电解加工中，为了尽可能减小加工间隙，提高加工精度，通常选用电解液，其电流效率η随着电流密度的减少而减少。

对于群窄缝加工，通常采用很低的电流密度，这就意味着其电流效率η会比常规加工的更低，根据加工间隙公式，更低的电流效率η带来了比常规加工更小的加工间隙。

采用薄片状电极进行加工时，由于电极厚度通常很薄，表面涂敷均匀绝缘层的难度较大，若群窄缝同时加工时更难实现均匀绝缘，故研究中采用未绝缘金属片电极。

在端面间隙公式中，电流密度η和加工用电解液对加工间隙有很大关系。

通常直流电解加工常用的电解液是电解液和电解液。

电解液在很宽的范围内，其电流效率η几乎保持常数，接近，般不随阳极材料电解液浓度和温度加工中电流密度大小等变化而电解液的电流效率η不仅随加工材料电解液浓度和温度等变化，而且电流密度不同时，由于钝化现象会使电流效率η出现大幅度变化。

图.是电解液和电解液的电流效率η和电流密度的关系曲线。

图.和的η关系曲线.电极对流场的影响分析电解加工中，电解液的流场状况是很重要的，它不但影响到电解加工的复制精度和表面质量，而且还可能由于流场分布不好而引起短路，损坏工具和工件。

采用薄片状电极的电解加工中，电解液的流动属于钝物体绕流，有尾迹现象。

尾迹现象在钝物体后产生涡流区，此涡流区内的电解液流速慢，类似于死水，得不到迅速的更新，很容易形成离子堆积，浓差极化严重，电解产物也不容易及时排除，造成这局部区域电解速度降低，影响加工成型精度，严重时甚至引起短路。

于数据处理及生成数控加工程序，下位机为组合在起的五台经济型二轴数控单元及其驱动单元，用于驱动机床各轴运动。

成形规律研究研究了棒状外喷式阴极三角形截面内喷式阴极矩形截面内喷式阴极三种状况下展成电解加工间隙随些主要工艺参数变化的规律。

阴极设计针对整体叶轮结构，设计制造了不同结构的开槽阴极型面精加工阴极，并通过工艺试验对其结构进行不断改进，现已设计出了新颖结构的组合式开槽阴极及矩形截面整体式型面精加工阴极，很好地解决了加工过程中易产生的阴极短路烧伤问题。

加工软件开发针对整体叶轮的开槽加工及型面精加工，开发了相应的数控展成电解加工软件，具有叶片型面的数据处理数控加工的展成运动轨迹计算及整体叶轮的三维型面几何造型等功能。

加工工艺试验包括直纹面非直纹面整体叶涡轮及带冠整体叶轮的展成电解加工叶片型面电解抛光与五轴联动电解磨削等。

试验表明，工艺过程稳定可靠可以获得较高的加工精度和较低的表面粗糙度。

阴极设计目前的生产实际中，多采用迭代试验修正法来制作阴极，这不仅浪费人力物力，而且要求操作者具备丰富的实践经验和很高的技术水平，同时也大大延误了生产周期，增加了制造成本。

特别是对于形状复杂和精度要求较高的零件，阴极设计问题已成为影响电解加工应用的个重要原因。

南京航空航天大学研究设计了阴极设计系统的结构框架以及开发策略。

该系统基于专家系统，结合专业技术人员和领域专家的经验来优选工艺参数，并且采用基于自由边界的数值算法，保证算法的收敛性。

南京航空航天大学还提出了种基于正问题数值求解模拟“试验修整”进行阴极设计的方法。

该方法将生产实际中制造阴极的过程再现于计算机上。

采用有限元求解拉普拉斯方程得到加工间隙中的电位分布，通过不断地将获得的等位线与理想工件边界进行比较，将得到的差值映射到阴极端用来指导阴极的修整，直到工件阳极端的差值小于所允许的值。

该设计方法具有易于处理复杂边界收敛性好精度高的特点。

合肥工业大学也提出了应用阴极设计数据表来进行阴极设计的方法，通过合理设计工艺试验，获取了特征部位的加工间隙偏差值，据此计算出各特征部位对应阴极处的附加修正量。

在此基础上，建立五种阴极设计数据表，为阴极设计提供了丰富的修正数据。

在此基础上，可望建立阴极设计数据库。

磁场提高电解加工精度的研究这项技术早期研究较多的是磁场对电解磨削电解抛光的影响。

近年来，国内开展了电解成型加工叠加磁场的研究。

进入新世纪以来，高速发展的高新技术和电解加工融合，使其面临从般加工到精密加工的突破。

目前电解加工工艺技术研究涉及的方向很多，主要集中在电解复合加工细微加工数控展成加工及高频脉冲电流加工等几大领域。

在经历大约年的低潮后，从世纪年代后期起，电解加工又重新焕发了生机。

其研究机构及人员逐渐壮大，应用领域尤其在航天航空军工领域有所扩展，研究成果及论著数量激增，工艺技术水平及设备性能均达到了个新的高度。

目前，电解加工工艺技术研究涉及的方向较多，但主要集中在微秒级脉冲电流加工微精加工数控展成加工阴极设计及磁场对电解加工的影响等五大领域。

下面分别加以详述。

微秒级脉冲电流加工自世纪年代初起，前苏联美国日本法国波兰瑞士西德等相继开始了对脉冲电流电解加工的研究。

在国内，多家单位相继开展了毫秒级脉冲电流电解加工的研究并成功用于工业生产。

随着近代功率电子技术的发展，新型快速功率电子开关元件如等出现，使得有可能实现微秒级脉冲电流电解加工。

世纪年代以来，微秒级脉冲电流电解加工基础工艺研究取得突破性进展。

研究表明，此项新技术可以提高集中蚀除能力，并可实现.以下的微小间隙加工，从而可以较大幅度地提高加工精度和表面质量，型腔最高重复精度可达.，最低表面粗糙度可达.，有望将电解加工提高到精密加工的水平，而且可促进加工过程稳定并简化工艺，有利于电解加工的扩大应用。

国内外众多研究机构利用微秒级脉冲电流开展了模具型腔及叶片型面加工型腔抛光电解刻字电解磨等工艺可行性试验以及气门模具生产加工试验，研究成果进步从工艺角度证实了上述结论。

微精加工从原理上而言，电化学加工技术可分为两类类是基于阳极溶解原理的减材技术，如电解加工电解抛光等另类是基于阴极沉积原理的增材技术，如电镀电铸刷镀等。

这两类技术有个共同点，即材料的去除或增加过程都是以离子的形式进行的。

由于金属离子的尺寸非常微小级，因此，相对于其它“微团”去除材料方式如微细电火花微细机械磨削，这种以“离子”方式去除材料的微去除方式使得电化学加工技术在微细制造领域以至于纳米制造领域存在着极大的研究探索空间。

从理论上讲，只要精细地控制电流密度和电化学发生区域，就能实现电化学微细溶解或电化学微细沉积。

微细电铸技术是电化学微细沉积的典型实例，它已经在微细制造领域获得重要应用。

微细电铸是技术个重要的不可替代的组成部分，已经涉足纳米尺寸的微细制造中，激光防伪商标模版和表面粗联接，锻模，及其，电解，加工，工装，设计，毕业设计，全套，图纸电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成型的种特种加工方法。

其材料的减少过程以离子的形式进行，由于金属离子的尺寸非常微小，因此这种微溶解去除方式使得电解加工技术在微细制造领域有着很大的发展潜力。

特别是对于难切削加工材料形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势，在航空航天推进器以及兵器制造上得到广泛的应用，成为国防工业生产中的关键制造技术。

根据研究对象联接环热锻模，设计套加工该热锻模的电解加工工装，包括联接环热锻模电解加工阴极装夹热锻模加工阴极和工件的夹具装置运用等软件画出联接环热锻模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。

关键词电解加工联接环锻模工装设微精加工数控展成加工.电解加工的分类及应用.课题研究内容电解加工理论分析.加工影响分析.电极对流场的影响分析联接环热锻模电解加工阴极设计计算.阴极材料的选择.阴极尺寸的计算电解液的选择.电解液的作用.电解液的分类联接环热锻模电解加工工装设计.电解加工所受到的影响和误差.联接环热锻模夹具设计.联接环热锻模夹具装夹设计.联接环电解流场的设计.联接环热锻模导电方式.提高电解加工的质量表面缺陷及防治措施.电解加工的供液系统.工装总体设计图结论参考文献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自世纪年代问世以来，到年代迅速在众多的机械领域得到开拓和应用。

通过科研和生产实践，年代电解加工在技术上走向成熟