联接环锻模及其电解加工工装设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 西安工业大学北方信息工程学院 毕业设计 (论文 ) 联接环锻模及其电解加工工装设计 系 别 专 业 班 级 姓 名 学 号 导 师 年 月 日 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 诚 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业 设计（ 论文 ） 系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年 月 日 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 I 摘 要 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一种特种加工方法。 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，设计一套加工该热锻模的电解加工工装，包括：（ 1）联接 环热锻模电解加工阴极；（ 2）装夹热锻模加工阴极和工件的夹具装置；（ 3）运用、 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 ， 工装设计购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 is on of in be a to to of of so in In or in of of in to of to a of ( 1 ) CM ( 2 ) of ( 3 ) , UG to a of D a 套图纸加 36396305 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 录 摘 要 . I . 录 . 1 章 绪论 . 1 解加工原理 . 5 内外研究现状 . 6 秒级脉冲电流加工 . 7 精加工 . 7 控展成加工 . 8 题研 究内容 . 10 第 2 章 电 解加工理论分析 . 12 工影响分析 . 12 极对流场的影响分析 . 14 第 3 章 联接环热锻模设计及其电解加工阴极设计计算 . 16 极材料的选择 . 17 极的尺寸设计 . 17 第 4 章 联接环热锻模电解加工工装设计 . 18 接环热锻模夹具定位设计 . 18 接环热锻模夹具装夹设计 . 19 套设计 . 21 座设计 . 21 接环热锻模导电方式 . 21 接环热锻模供液方式 . 22 接环电解流场的设计 . 23 装总体设计图 . 25 总 结 . 27 参考文献 . 28 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 谢 . 30 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 1 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 3 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 4 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 5 第 1 章 绪论 解加工原理 电解加工（ ，是利用阳极溶解的原理并借助于成型阴极将工件按一定的形状和尺寸加工成型的一种加工工艺方法。其理论基础是 1834年法拉第发现的金属阳极溶解基本定律，即法拉第定律。图 示为电解过程示意图，图中显示金属铁电解的过程，它由电解质溶液、直流电源、连接电源正极的工件阳极、连接电源负极的工具阴极组成。当接通电源后，电解反应并未开始就发生，只有当电压升高到临界值（分解电压）后，电解过程才开始，在阴极处开始有气泡生成，在阳极处开始有电解产物出现。 图 在阴极和阳极的电极 /溶液界面上发生主 要电化学反应过程为： 阳极一侧： 2e(阳极溶解 ) 22=H)2 (淡绿色絮状物 ) 4H)2+22=4H)3 (红棕色絮状物 ) 阴极一侧： 2H+2e=逸出氢气） 如果阳极只发生阳极溶解而没有析出其它物质，则根据法拉第第一定律，阳极溶解的金属质量为 : 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 6 M=kQ= 阳极溶解的金属体积为 : V=M/ = = 电解加工的试验中可以得出，实际加工过程阳极金属的溶解量并不和理论的计算量相同，通常是理论计算量会大于实 际的溶解量，极少数情况也会发生实际溶解量大于理论计算量的情况。其原因是在理论计算时，采用了“阳极只发生确定原子溶解而没有其它物质析出”这一假设，而实际加工情况是： 1)实际溶解的原子价比计算用的原子价要高或低； 2)除金属溶解外还有一些副反应消耗了一部分电流； 3)金属有时在电解加工过程中由于材料组织不均匀或金属材料与电解液的匹配不当发生剥落而不是完全由金属均匀溶解所致。 为了表示这个实际和理论的差别，引入电流效率概念来表示实际溶解金属所耗用的电量和通过阳极总电量的比例关系。电流效率定义为： =理论去除 量 /实际去除量 影响电流效率的因素有：电流密度，电解液的种类、浓度及温度等工艺条件。其中，作为计算电解加工速度、分析电解成型规律的必要参数之一，电流密度对于电流效率的影响可以通过实验获得两者之间的关系曲线，即 内外研究现状 电解加工在国外是五十年代出现的。由于它具有效率高、质量好 ,复杂型面可一次成型 ,以及不受被加工材料机械性能的限制 ,工具耗损小等优点 ,所以受到普遍重 视。 六十年代 ,在航空发动机叶片及锻模加工方面取得了比较显著的成效 ,主要应用于 锻模型腔、深孔、小孔、长键槽等截面叶片整体叶轮以 及去毛刺等 ,并 取得了显著的技术、经济效果， 因此 ,得到比较迅速的发展。 据统计，自 1960年到 1975年，电解加工在难切削材料加工中所占的比例增加两倍，从 1960年的 15%增加到 1975年的 45%。八九十年代在某些领域得到了新的应用，其应用要求也越来越高。九十年代后期起，电解加工研究机构及人员逐渐壮大，应用领域（尤其在航天、航空、兵器领域）进一步扩展，研究成果及论著数量激增，工艺技术水平、设备性能及产业发展均达到了一个新的高度。进入新世纪以来，高速发展的高新技术和电解加工融合，使其面临从一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、数购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 7 控展成加工及高频脉冲电流加工等几大领域 。 在经历大约 20 年的低潮后，从 20 世纪 90 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一个新的高度。 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。 秒级脉冲电流加工 自 20 世纪 70 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 出现，使得有可能实现微秒级脉冲电流电解加工。20 世纪 90 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 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 ,2,3，最低表面粗糙度可达 1，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 1， 3，研究成果进一步从工艺角度证实了上述结论。 精加工 从原理上而言，电化学加工技术可分为两类：一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；另一类是基于 阴极沉积原理的增材技术，如电镀、电铸、刷镀等。这两类技术有一个共同点，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 (10 )，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购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 8 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 术一个重要的、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糙度样块是电铸的典型应用 5,6。但电化学溶解 (成型 )加工的杂散腐蚀及间隙中电场、流场的多变性严重制约了其加工精度，其加工的微细程度目前还不能与电化学沉积的微细电铸相比。目前电化学微精成型加工还处于研究和试验阶段，其应用还局限于一些特殊的场合，如电子工业中微小零件的电化学蚀刻加工 (美国 司 )、微米级浅槽加工 (荷兰飞利浦公司 )、微型轴电解抛光 (日本东京大学 )已取得了很好的加工效果，精度已可达微米 级 5。微细直写加工、微细群缝加工及微孔电液束加工，以及电解与超声、电火花、机械等方式结合形成的复合微精工艺已显示出良好的应用景 912。 控展成加工 传统的拷贝式电解加工的阴极设计制造困难，加工精度难以保证。尤其对整体叶轮上的扭曲叶片之类通道狭窄的零件表面，由于受工具阴极刚性及加工送进方式的限制，拷贝式电解加工更难以完成其加工任务。 20 世纪 80 年代初，以简单形状电极加工复杂型面的柔性电解加工 数控展成电解加工的思想开始形成，它以控制软件的编制代替复杂的成形阴极的设计、制造，以阴极相对 工件的展成运动来加工出复杂型面。这种加工方法工具阴极形状简单，设计制造方便，应用范围广，具有很大的加工柔性，适用于小批量、多品种、甚至单件试制的生产中。 80 年代中期，前苏联乌法航空学院特种加工工艺及设备研究所以过程控制为突破口，设计了一种柔性电解加工单元，应用特殊的电流脉冲波形和高选择性的电解液，加工精度达 面粗糙度达 。波兰华沙工业大学的 授于 1986 年率先提出了电解铣削的思想，以棒状旋转阴极作类似于圆柱状侧铣刀的成形运动来形成加工表面，成功地应用于直升机旋翼座 架型面的加工，加工中采用 解液，精度可达 。波兰 属切削学院的 授利用形似球头铣刀的工具阴极，进行了型面光整加工的试验研究，取得了形状误差小于 加工效果，从而证明了该工艺在模具的光整加工方面具有很好的应用价值。美国、英国、俄罗斯都高度重视数控电解加工技术的研究并已得到应用，在新型航空发动机及航天火箭发动机的研制中发挥了重要作用。美国 司的五轴数控电解加工，美国、俄罗斯仿形电解加 工带冠整体叶轮代表了数控电解加工整体叶轮的国际先进水平。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 9 南京航空航天大学从 20 世纪 80 年代中期开始进行数控展成电解加工工艺技术的研究，已在电解加工设备研制、加工机理研究、控制软件编制及工艺试验等方面均取得了重要进展 7,8,9。具体研究内容包括以下几方面： (1)设备研制：研制了五轴数控电解加工机床及配套的多轴联动数 控系统。该机床具有三个直线运动坐标轴及二个旋转运动坐标轴，各轴均采用步进电机驱动。多轴联动数控系统为二级数控系统，上位机为一台通用计算机，用于数据处理及生成数控加工程序，下位机为组合在一起 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。 (2)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一些主要工艺参数变化的规律。 (3)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。 (4)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。 (5)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一个重要原因。南京航空航天大学研究设计了阴极设计 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 10。南京航空航天大学还提出了一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，购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 10 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 11。 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 12。 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。西北工业大学的研究发现当加工对象是钛合金或者是在 解液中加工 45 钢时，磁场可以显著减少杂散腐蚀，提高加工精度，而在 解液中加工 45 钢则效果甚微 13。西安工业学院进行了磁场影响电场的仿真试验及在电解加工装置上叠加磁场的加工工艺试验。试验表明，电解加工过程中叠加磁场会改变原有电场分布，进而改变间隙流场的分布，从而有利于解决以往电解加工过程中的杂散腐蚀现象，提高电解加工的质量。只有在叠加磁场方向垂直于电场方向且 N 极指向电场叠加磁场时，对电场均布有较明显的作用 14。此外，采取切割流 线的方向叠加磁场，洛仑兹力的作用有利于成股的束流展开；磁场可以减小电解液的粘度，改善其流动性能，有利于及时排走电解产物和热量，改善加工条件，提高加工稳定性 15。 除了上述五大研究方向之外，带冠整体叶轮加工、周期循环电解加工、数控铣床电解加工、脉冲电解加工间隙测控方法、基于 经网络的电解加工精度预测模型、电解加工中管理系统的开发等工艺技术的研究均有所创新或突破。 题研究内容 根据研究对象联接环热锻模，设计一套加工该热锻模的电解加工工装，包括：（ 1）联接环热锻模电解加工阴极；（ 2）装夹热锻模加 工阴极和工件的夹具装置；（ 3）运用、 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。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 11 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 12 第 2 章 电 解加工理论分析 工影响分析 电解加工中，加工间隙的控制对加工精度和加工过程的稳定性都非常重要。加工间隙是电解加工的核心工艺要素，它是决定加工精度的主要因素，因此获得均匀、稳定、大小适中的间隙对电解加工至关重要。在窄缝电解加工中，若能尽可能采用小的加 工间隙进行加工，可以显著提高加工精度和生产率。研究中采用未绝缘的薄片电极进行直流电解加工工艺试验，图 2加工间隙示意图（以其中某一缝为例）。在窄缝的电解加工中，其端面间隙 b D 和侧面间隙 s D 如图。 图 2工窄缝时的加工 间隙示意图 电解加工过程中，当工件的蚀除速度与工具的进给速度相等，两者达到动态平衡时，端面间隙为 式中 b D 底面平衡间隙（ h 电流效率（取决于工件材料和电解液间匹配） w 体积电化学当量 (A h) 3 （取决于工件材料） k 电导率（ 1/W 取决于电解液参数：成分、浓度、温度等） R U 电解液的欧姆压降（ V） (取决于电解液、阴极和工件材料、 电流密度 ) 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 13 u 阴极的进给速度（ mm/ 式（ 2明底面平衡间隙 b D 与电流效率 h 、体积电化当量 w 、电导率 k 、欧姆压降 R U 成正比，而与进给速度 u 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 s D 侧面间隙（ h 进给量 在窄缝电解加工中，随着加工深度的增加，侧壁腐蚀一直进行。如图 2示，不同间隙处的金属去除速度是不同的， _1 为大间隙， s D 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； w 为工件材料的体 积电化学当量， k 为电导率， U 为电压， 1 2 别为大间隙电极电位差、 小间隙电极电位差。 式（ 2，对于 解液，在加工条件一致的情况下， 1 2 h h ，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 解液，由于侧壁上对应 _1 处的电流密度小于 s D 处的电流密度，对应 _1 处的 1h 也随之大大减小， 1 2 h h ，由式（ 2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。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 14 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 解液，其电流效率 h 随着电流密度 i 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 h 会比常规加工的 更低，根据加工间隙公式，更低的电流效率 h 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 h 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 解液和 解液。 解液在很宽的范围内，其电流效率 h 几乎保持常数，接近 100%，一般不随阳极材料、电解液浓度和温度、加工中电流密度大小等变化；而 3 解液的 电流效率 h 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 h 出现大幅度变化。图 2 解液和 解液的电流效率 h 和电流密度 i 的关系曲线。 图 2 线 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，很容易形成购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 15 离子堆积，浓差极化严重，电解产物也不容易及时排除，造成这一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。尾迹的流动是非定常湍流，随来流雷诺数 不同而呈现不同的速度分布，在不同的雷诺数范围内，绕薄片厚度大的产生的尾迹涡流区域长度比绕厚度小的情况大。在窄缝电解加工过程中，加工间隙比常规电解更小，尾迹涡流长度很容易影响到实际加工过程。在电解液状态不变的情况下，通过减小薄片电极的厚度，可以使尾迹涡流区长度相应地随之减小，尾迹对加工的影响也随之减小，加工精度和加工过程稳定性都可以得到提高。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 16 第 3 章 联接环热锻模设计及其电解加工阴极 设计计算 因为微细电解加工对象本身尺寸一般为 虑到其相应的加工精度，必须采用小间隙加工。微细电解的加工间隙一般 为 间，远小于常规电解加工间隙的尺寸 微细电解加工中，加工间隙的大小和稳定程度是对加工得以实现非常重要。 电解加工间隙分为端面间隙、侧面间隙和法向间隙。要保证高的成型精度，除了端面间隙要维持在一个比较小的水平外，侧面间隙的大小随加工深度的变化也必须保证在较小的范围，这样才能保证加工微孔的锥度和加工窄缝侧壁的 垂直度。 在占微细电解加工中大部分的微孔窄缝加工中，由于间隙无法直接测量，通常采用加工孔径和工具电极直径之差的一半（即侧面间隙大小）来间接评定加工间隙。电极侧壁的绝缘 是必须的，加工间隙如图 2示。 220 22 （ 2 微细电解中侧壁绝缘的工具电极一般不保留图 2所示的宽度为 b 的工作带，即式（ 2的参数 b 趋近于 0，故加工中侧面间隙 。 微细电解时加工间隙很小，间隙内电解液的量也很少，如果要实现和匀速电解加工一样的加工速度，间隙内的温升和气泡析出将极大的影响电导率变化，而且排出电解产物比匀速加工困 难，其对稳定加工的影响远远大于匀速加工，所以通常采用低速加工或者非匀速进给方式加工，以提高加工稳定性，但其平均进给速度将显著低于匀速进给电 s b 绝缘层 工具电极 工件 b 图 2解加工间隙示意图 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 17 解加工，导致加工效率下降。 在微细电解中采用有效的工具阴极复杂运动进给方案，可以维持在小间隙下稳定进行加工，不仅可以提高加工稳定性，而且还可以提高加工精度。 对于单轴电解加工而言，加工对象的局限性较大，只局限于获得其表面形状由精确复制工具电极的表面形状而来的加工对象，无法加工空间螺旋槽等类似结构。另外，电解加工出的微孔的圆度、尺寸精度等在很大程度上受加工流场的影响。加工间 隙内电解液的更新是否及时会直接影响加工流场是否均匀稳定。由于微细电解加工的间隙微小，电解液更新困难，因此可以考虑采取新颖的结构设计来实现更新电解液和排除电解产物的功能。 因此，有必要根据微细电解加工的独特性，设计一种微细电解加工机床，其本体结构必须兼顾好的系统刚性、系统结构小型化和方便的操作维护性，有利于加工稳定地维持在微小间隙下，刚度大，精度高，结构简单，同时尽可能扩展加工对象的多样性。 极材料的选择 阴极材料一般选黄铜或导电性能好、便于补焊修理电解加工中造成的短路烧伤缺陷的低碳钢 。 阴极设计时 ,首先是选择或确定加工底部的间隙值 ,间隙值值越小 ,加工的质量越高 ,但也越容易短路 ,造成流场设计复杂。通常 ,影响间隙值的因素较多 ,所以在机床、电源条件允许的情况下 ,建议取间隙值在 隙的计算一般分下列三种情况。第一种是圆弧部分的间隙计算，第二种是形锻斜度 7位置间隙计算，第三种是有 45斜面处的间隙计算。 极的尺寸设计 阴极的尺寸设计 其关键在于阴极齿顶面及两侧面的锥度齿顶角齿側角的取值锥度的大小直接影响阴极齿的长度和铜钨合金材料的使用量更重要的是将决定加工法向间隙的数值 最终影响加工精度加工稳定性和生产效率为了既能保证加工速度粗加工过程中 法向间隙较小火花短路较多精加工段的设计 是为了去除粗加工留下的尺寸余量及表面缺陷以基本上满足尺寸和表面质量的要求由于精加工段的加工过程是处于一种过渡状态 最终很难保证各个齿形的一致因此还需要通过抛光段的加工来对全齿进行最后一道精整从而确保工件的尺寸精度和表面质量通常抛光圈宽度 b 取 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 18 第 4 章 联接环热锻模电解加工工装设计 接环热锻模夹具定位设计 工件的定位的基本原理 六点定则 用合理分布的六个支承点限制工件 的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，称为 “六点定位原则 ”，简称 “六点定则 ”。 六点定则是工件定位的基本法则，用于实际生产时，起支承点作用的是一定形状的几何体，这些用来限制工件自由度的几何体就是定位元件。 限制工件自由度与加工要求的关系 工件定位时，影响加工要求的自由度必须限制；不影响加工要求的自由度，有时要限制，有时可不限制，视具体情况而定。习惯上，工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位，工件限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。 在工件定位时，以下情况允许不完全定位： 加 工通孔或通槽时，沿贯通轴的位置自由度可不限制。 毛坯（本工序加工前）是轴对称时，绕对称轴的角度自由度可不限制。 加工贯通的平面时，除可不限制沿两个贯通轴的位置自由度外，还可不限制绕垂直加工面的轴的角度自由度。 夹具上的定位元件重复限制工件的同一个或几个自由度的定位称为重复定位。重复定位分两种情况：当工件的一个或几个自由度被重复限制，并对加工产生有害影响的重复定位，称为不可用重复定位。它将造成工件定位不稳定，降低加工精度，使工件或定位元件产生变形，甚至无法安装和加工。因此，不可用重复定位是不允许的。 当工件的一个或几个自由度被重复限制，但仍能满足加工要求，即不但不产生有害影响，反而可增强工件装夹刚度的定位，称为可用重复定位。在生产实际中，可用重复定位被大量采用。 基准、对定位元件的基本要求 定位基准的选择 定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准相重合；尽量用精基准作为定位基准；遵守基准统一原则；应使工件安装稳定，加工中所引起的变形最小；应使工购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 19 件定位方便，夹紧可靠。 对定位元件的基本要求 足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削。 （ 2）工件定位方式及其定位元件 。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般可分为主要支承和辅助支承。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位的作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。 件以圆柱孔为定位基准，如套类、齿轮、拨叉等。此种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销等。 件以外圆柱面定位时，常用的定位元件有： V 形块、定位套和半圆套。 接环热锻模夹具 装夹 设计 (1)夹紧装置的种类繁多，综合起来其结构均由两部分组成。 动力装置 产生夹紧力。动力装置是产生原始作用力的装置。按夹紧力的来源，夹紧分手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧是靠人力；机动夹 紧是采用动力装置。常用的动力购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 20 装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、气 夹紧装置 传递夹紧力。动力装置所产生的力或人力要正确地作用到工件上，需有适当的传动机构。传递机构是把原动力传递给夹紧装置。它由两种构件组成，一是接受原始作用力的构件，二是中间传力机构。 (2)、夹紧装置的设计要求 夹紧装置的设计和选用是否正确，都保证工件的精度、提高生产率和减轻工人劳动强度有很大的影响。因此，夹紧装置应满足以下要求： 夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所处的正确位置。 保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，夹紧可靠牢固，振动小，又不超出允许的变形。 件生产批量越大，越应设计较复杂、效率较高的夹紧装置。 求简单，便于制造维修，操作安全方便，并且省力。 夹紧力方向的确定 夹紧力应朝向主要的定位基面。 夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力同向。 夹紧力作用点的选择 a. 夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 b. 夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这样可以防止或减少工件变形变形对 加工精度的影响。 c. 夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 (3)夹紧力大小的估算 理论上确定夹紧力的大小，必须知道加工过程中，工件所受到的切削力、离心力、惯性力及重力等，然后利用夹紧力的作用应与上述各力的作用平衡而计算出。但实际上，夹紧里的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个很复杂的问题，只能进行粗略的估算。 估算的方法：一是找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力；二是只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系 中的影响。 估算的步骤： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 21 J 理与主要最大切削力 静平衡方程： = ( J 需，应考虑安全系数， =。 J 是否满足条件： J 需。 套设计 电解加工中应向加工间隙内提供具有一定压力和较高流速的电解液水套的作用就是对电解液加以引导和密封并保证加工间隙内流场的均匀由于电解液的压力较高 水套内采用全封闭流道并在水套与工件水套与导柱等结合面处采用可靠的密封如配置橡胶海绵形密封圈等 座设计 底座是工件 的安装定位基准但在该工艺中它又担当一个重要作用就是要确保加工 过程中电解液出口的背压这是因为电解液从加工区流出后要进入底座内然后再从其底 部的出液孔中喷出因此出液孔的大小就决定了电解液背压的数值而合适的背压有 助于加工区流场的均匀和工件表面质量的提高 经过反复试验出液孔的直径选定 8 应的电解液背压是 阴极加工法的阴极齿很短 又省去了前引导部分