《機械畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告-多工位內(nèi)孔毛刺電解去除機床設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告-多工位內(nèi)孔毛刺電解去除機床設(shè)計（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙 開題報告 1 設(shè)計題目 多工位內(nèi)孔毛刺電解去除機床設(shè)計 隨著高科技的發(fā)展，產(chǎn)品性能的提高，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)，去除機械零件的毛刺就越加重要，它不僅影響產(chǎn)品的外觀，而且影響產(chǎn)品的裝配，使用性能和壽命。毛

2、刺是切削加工的必然產(chǎn)物，隨著材料向高硬，高強，高韌方向的發(fā)展以及新型復(fù)雜的整體機構(gòu)日益增多，去毛刺的難度越來越大。但是我們一直使用的手工銼毛刺或者使用其他傳統(tǒng)機械方法來達(dá)到去除毛刺的目的。這種方式的后果可能產(chǎn)生表面應(yīng)力，產(chǎn)生熱變形等，并且對于操作工人的要求極高，往往需要很高的操作技術(shù)水平，在加工完的產(chǎn)品中也可能產(chǎn)生刀具的切削痕跡，或者飛邊毛刺。從目前機械去毛刺方法在工業(yè)上的應(yīng)用上來看，機械去除毛刺效率低下，成本高，并且很難保證加工表面的光潔度與加工尺寸精度。 2 課題研究的目的和意義 為了實現(xiàn)去除毛刺的高效率和自動化，使用電解法（電化學(xué)法）便成為一種潛在的解決方法，使用電解法有很多優(yōu)點

3、： 第一：凡是可以導(dǎo)電的材料都可以加工，并且在整個加工過程是非接觸的，沒有任何機械應(yīng)力，加工后的材料金相組織不發(fā)生改變。 第二：生產(chǎn)效率高：內(nèi)孔形狀復(fù)雜的去毛刺工序在陰極的直線進(jìn)給下可以一次加工出來，并且加工速度可以和電流密度成比例增加，有時電解去毛刺的生產(chǎn)率可以比機械加工加工去毛刺的效率提高數(shù)倍。 第三：加工零件材料的硬度，強度，韌性不影響電解加工的速度。電解加工的速度是可以通過設(shè)置參數(shù)來控制的。 第四：加工過程，加工工具（陰極）理論上沒有消耗的，可以無限次使用。這既可以節(jié)約成本也可以提高生產(chǎn)效率。 第五：電解加工去毛刺的整個電解加工裝置簡單，操作方便，不需要等級高的操作工人。

4、但是電解加工也有局限性： 第一：對于型腔的去毛刺加工，其陰極設(shè)計制造的工作量大，在加工復(fù)雜形狀零件時，陰極的制造周期較長。 第二：被加工材料的金相組織要求均勻，否則不能獲得良好的光潔度。對于普通鑄鐵和滲碳 加工后的表面質(zhì)量就很不好。 第三：電解加工的電解液對于機床設(shè)備往往具有腐蝕性。而對機床設(shè)備的防腐蝕設(shè)備要求較高，這樣便導(dǎo)致了加工機床的造價比較昂貴。 通過上面我們可以知道，電解去毛刺既有自己的優(yōu)勢也有不少自己劣勢，這次畢業(yè)設(shè)計我要設(shè)計的是多工位內(nèi)孔毛刺電解去除機床，實現(xiàn)方便快速地大批量去除內(nèi)孔毛刺，解決套筒類零件的內(nèi)孔毛刺手工處理成本高的問題。 3 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

5、3.1 國外電解去毛刺機床現(xiàn)狀 在國外EDM與ECM（又稱：ECAM——英國，EDCM——日本）進(jìn)行了多年的試驗研究，取得了較大的發(fā)展，但是對于其控制問題仍仍然存在困難，他們對于三維復(fù)雜型面，型腔的電解加工，包括尺寸加工和光整加工在內(nèi)仍在不斷的研究之中。目前國外在電解加工設(shè)備控制系統(tǒng)上已經(jīng)采用CNC系統(tǒng)，但是控制方案仍局限在分別控制單一參數(shù)恒定模式上。 在工具電極的設(shè)計和計算方法上，國外又將有限元法用于陰極設(shè)計研究，并且開始嘗試著將電解加工納入產(chǎn)品設(shè)計與制造一體化以及FMS的系列。 從當(dāng)今電解加工的水平上來說，英國R.R公司電解加工葉片全自動生產(chǎn)線，荷蘭飛利浦公司電解加工電動剃須刀的自動

6、生產(chǎn)線，美國GE公司的五軸數(shù)控電解加工機床代表了當(dāng)今電解加工設(shè)備的水平。利用模塊化設(shè)計的可重構(gòu)制造（RMS）系統(tǒng)，可不斷的調(diào)整系統(tǒng)的制造過程，制造功能，和制造能力有利于實現(xiàn)制造柔性化。 3.2 國內(nèi)電解去毛刺機床現(xiàn)狀 在國內(nèi)，90年代出現(xiàn)了高頻和窄脈電流加工，經(jīng)過工藝實驗證實了其可行性和顯著技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，有望將電解加工提高到精密加工的水平上，擴大到細(xì)微加工領(lǐng)域，而展成電解加工法又克服了全形復(fù)制法電解成型加工的缺點，較大程度的提高了電解加工的柔性，有利于縮短生產(chǎn)周期，近年來又較深的入全面的進(jìn)行了成型規(guī)律的實驗研究，并且開始了產(chǎn)品的加工，例如航空發(fā)動機扭曲交截面，整體葉輪加工以及直

7、升機旋翼座架型面加工，并開發(fā)了柔性電解加工單元以及計算機控制的多坐標(biāo)機床，計算機技術(shù)開始應(yīng)用到電解加工領(lǐng)域。 我國電解加工發(fā)展的具體階段是：最早研究并且成功應(yīng)用的電解加工技術(shù)是原兵器工業(yè)部西安昆侖機械廠的深孔和膛線加工，從1958年建立第一個研究基地到1965年全國首屆電解加工學(xué)術(shù)會議召開，電解加工在航空，航海，航天以及民用工業(yè)迅速推廣。20世紀(jì)70年代進(jìn)出“爬坡”階段，為了解決加工精度問題國內(nèi)外先后提出混氣電解加工，鈍性電解液，工頻脈沖電流，震動進(jìn)給等工藝措施。內(nèi)蒙古第二機械廠發(fā)表了《電解加工成型規(guī)律理論分析》小冊子。進(jìn)入80年代，計算機技術(shù)開始向電解加工滲透，西安年機械廠和原北京

8、工業(yè)學(xué)院聯(lián)合進(jìn)行了炮管進(jìn)出口尺寸微機控制研究，雖然沒有用于生產(chǎn)，但是為后人的研究打下了良好的基礎(chǔ)。南京航空工業(yè)大學(xué)的展成法電解加工，大連理工大學(xué)的電解與機械混合，北工業(yè)大學(xué)的電解與電火花的復(fù)合研究也在這時期開展起來。許多單位還開展了工具電極的CAD/CAM研究。90年代后，華南理工大學(xué)在近代功率電子技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上研究的高頻率窄脈沖電解加工電源，進(jìn)一步強化了電解加工的非線性，西安昆侖機械廠和西安工業(yè)學(xué)院聯(lián)合研制的CNC同步控制電解參數(shù)和陰極運動軌跡解決了大纏角混合膛線的加工難題。 目前，電解加工已經(jīng)成為國防和部分民用工業(yè)的關(guān)鍵工序的定位工藝。但是由于加工間隙的電場，流場，磁場及陽極溶解動力學(xué)因

9、素交互影響，電解加工過程十分復(fù)雜，阻礙著該項技術(shù)向縱深發(fā)展。比如對其過程的監(jiān)測和控制非常困難，迄今為止，除了在個別應(yīng)用對象上有所突破外，還沒有通用的在線直接測量加工間隙的有效手段，不均勻的間隙分布使工具電極設(shè)計成為一項困難度很大的工作，在對新的加工對象進(jìn)行陰極研制的過程中往往要對陰極進(jìn)行多次修改，工具陰極的CAD/CAM尚處于實驗室研究階段（個別零件除外）。此外，從綠色制造的角度，電解加工產(chǎn)生的大量產(chǎn)物和廢液需要處理。 總之，對電解加工的研究處于多學(xué)科的交叉點，包括提高加工精度的有效措施，加工過程的監(jiān)測和控制技術(shù)，工具陰極設(shè)計，電解液處理以及電解加工的機理研究等。 3.3 未來

10、發(fā)展趨勢 　 隨著21世紀(jì)信息，生物，微納米技術(shù)的發(fā)展及其對制造技術(shù)不斷增長的需求，微細(xì)加工將成為制造相應(yīng)設(shè)備的重要手段，電解加工進(jìn)行材料去除是以離子溶解的形式進(jìn)行的。這種去除方式使得電解加工具有微細(xì)加工的可能性。目前過內(nèi)外制造業(yè)都十分關(guān)注微細(xì)電化學(xué)加工的發(fā)展，將電解加工高速去除金屬理論用到傳統(tǒng)的電化學(xué)過程中去，是促進(jìn)該項技術(shù)進(jìn)步的有效途徑，微細(xì)電化學(xué)加工就不僅僅是指在靜態(tài)的條件下的掩膜電化學(xué)刻蝕了。利用電化學(xué)測試技術(shù)中，使其與超短脈沖電流電源，間隙控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)等技術(shù)集成，為實現(xiàn)亞微米級微細(xì)電化學(xué)加工提供一條途徑。此外，利用電解原理，在磨削過程中，不斷對粘結(jié)金屬砂輪中的結(jié)合劑進(jìn)行電解在線修形技

11、術(shù)可以有效實現(xiàn)對硬脆材料的納米表面加工。 電解加工既具有高速加工大而復(fù)雜零件的實力，電化學(xué)離子級的蝕除機理又使之具有微細(xì)加工的潛質(zhì)，向精密，微細(xì)加工進(jìn)軍也是電解加工的發(fā)展方向。電解加工高速去除金屬的實踐對電化學(xué)理論的發(fā)展有深遠(yuǎn)影響任重道遠(yuǎn)。 4 主要研究內(nèi)容與研究目標(biāo) 4.1 研究內(nèi)容 根據(jù)機床加工特點，設(shè)計了可行的加工方案及機床專用夾具體，并設(shè)計了專用于深長孔加工的電極，完成了電解去毛刺的任務(wù)。經(jīng)過電解去毛刺后，基本上消除了由于相交孔處毛刺脫落造成卡死的現(xiàn)象，為機床整體清潔度的提高打下了良好的基礎(chǔ)，零件的合格率和可靠行都得到了提高。機床操作方便，加工效率高，加工精度好，達(dá)到了

12、設(shè)計任務(wù)的各項技術(shù)要求在國內(nèi)具有一定的創(chuàng)新性和實用價值。 4.2 研究目標(biāo) 在主要功能上本機床可以實現(xiàn)對所要求的零件進(jìn)行去毛刺加工，在加工間隙為0.6mm，加工精度基本能夠達(dá)到要求，并且由于采用氣動夾緊，整個夾緊過程簡單方便，一次性加工的零件為6個，并且在加工的 同時可以清洗和安裝待加工零件，循環(huán)交替可以大大的提高加工效率，保證在加工過程中的加工精度和加工安全。并且在結(jié)構(gòu)上滾珠絲杠帶動部分是整個機床比較輕巧的部分因此在電機帶動陽極工作臺轉(zhuǎn)動時也比較容易達(dá)到穩(wěn)定的移動速度，在移動中無論噪音和震動上都比較小。在整個機床的安裝上也比較方便，整個電解去毛刺加工的陽極和陰極工作區(qū)域做好了充分的絕

13、緣和防電解液沖擊的措施。 4.3 技術(shù)方案 4.3.1電解去毛刺機床的布局選定 總體布局的類型是指機床各部件之間（床身，立柱，工作臺，變速箱，夾具）相互配置的形式?？傮w布局中應(yīng)該考慮的主要問題是如何有利于實現(xiàn)機床的主要功能，滿足工藝要求，以最簡便的方式達(dá)到所要求的機床剛度，精度，同時還要可操作性好，便于維護(hù)，安全可靠，造價性能比低。 本機床采用的是立式機床中的框型結(jié)構(gòu)。如下圖1所示: 圖1是立式機床中的框型結(jié)構(gòu) 滑枕在上部向下進(jìn)給式，這種框架布局已經(jīng)被德國AGE公司使用，屬于重型機床，工作臺可以機動，可用來加工大型工件，由于本機

14、床要一次安裝12個工件，一時間加工的工件數(shù)是6，所以我們可以選用這種布局形式。本機床的一些主要參數(shù)列舉如下： 機床尺寸： （長×寬×高）（1628mm×1184mm×2072mm） 工作臺尺寸： （直徑） （580mm） 最大工件尺寸：（直徑：D=40mm，高度：h=70mm,內(nèi)徑: d=30mm） 陰極直徑為： 主軸的最大載荷（絲杠的最大載荷：400N，使用三根絲杠的共同的共同載荷為1200N） 主軸的行程為 320mm，主軸的移動速度為 40mm/s 電解槽的尺寸為（1032mm×1080mm×1020mm） 泵的流量為Q=30L/min 壓力為200,電解

15、液過濾能力為 150L/min, 排除電解沉淀能力為10L/min。 機床的主要主題結(jié)構(gòu)是焊接結(jié)構(gòu)，外面涂覆環(huán)氧樹脂用來防銹。主軸進(jìn)給系統(tǒng)采用三相異步電動機經(jīng)過機械裝置以后輸入導(dǎo)滾珠絲杠，驅(qū)動陽極工作臺，陽極工作臺由三根絲杠支撐，這樣可以保證整個支架運動的穩(wěn)定性，進(jìn)給運動均勻。 所考慮的工藝方案大致分為兩種：陰極進(jìn)給式和陰極固定式。前者的好處是：柔性高，可以根據(jù)不同的工件設(shè)定不同的陰極進(jìn)給距離，相同孔徑、不同深度的工件無需更換陰極頭。此外，在發(fā)生短路時可由程序控制自動退回微小距離，消除短路。缺點是工件與陰極的定位制造精度要求非常高，稍有偏差即可能出現(xiàn)陰極無法插入進(jìn)回油孔的現(xiàn)象，另外電解

16、機床處于強腐蝕環(huán)境，對進(jìn)給的絲桿容易造成不利影響。而陰極固定式的好處在于可以使用陰極來直接定位，保證極間間隙基本一致，并且減少了絲杠等部件，簡化了床身，減少被腐蝕的可能，降低成本。其缺點在于出現(xiàn)短路情況無法調(diào)整，必須重新進(jìn)行預(yù)處理。考慮到大規(guī)模生產(chǎn)的效率和環(huán)境對床身結(jié)構(gòu)的要求，選用陰極固定式作為電解去毛刺機床的加工方案。 4.2.2關(guān)于電解液的研究 影響加工精度的另一個重要因素是電解液。其中影響因素主要有電解液的成分、配比、濃度、壓力、流量等。 現(xiàn)在電解加工一般用NaCl、NaNO3、NaClO3等中性鹽溶液。其腐蝕性較酸性及堿性溶液小，使用時較安全。使用NaCl溶液時，加工速度較快

17、，但加工面易發(fā)黑，粗糙度較差。而NaNO3雖然加工速度較慢，但加工表面粗糙度較好。因此本機床選用10%-13%的NaNO3溶液作電解液。為了緩解腐蝕作用，可以添加適量的苯丙三氮唑或亞硝酸鈉，彈藥注意廢液的處理。電解液經(jīng)過一段時間的使用后應(yīng)使用比重計重新測量溶液比重，并將其保持在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。 增加電解液的壓力，使得流速增加，流量增大，電解液在加工電極處離子析出充分，有利于帶走電解產(chǎn)物，電解效果好。而壓力過低容易使得電解產(chǎn)物不能被及時帶走，有可能造成短路現(xiàn)象。 4.3.3關(guān)于預(yù)處理的研究 因為采取了陰極固定式的加工方案，因此相交孔處必須要預(yù)處理，即利用砂條先將大毛刺的尖角去除，否則一些

18、毛刺或翻邊嚴(yán)重的工件將無法通過短路檢測，從而無法進(jìn)行加工。如果不加短路檢測電路，短路時電極與陽極接觸，有可能將電極管從根部溶解。 在實際生產(chǎn)中，即使經(jīng)過預(yù)處理，也有少數(shù)工件仍然出現(xiàn)短路現(xiàn)象，可將這些工件放入單獨的周轉(zhuǎn)箱，返回進(jìn)行再一次預(yù)處理，經(jīng)過兩次預(yù)處理，基本上可以消除短路的現(xiàn)象。始終無法解決的工件一般是由鉆孔時位置度超差，屬于極個別現(xiàn)象。 4.3.4電解去毛刺工藝試驗 在生產(chǎn)實踐中隨機抽取工件并剖開檢查，結(jié)果表明：進(jìn)回油孔交接處毛刺去除干凈，形成光滑的圓弧，電解處粗糙度在Ra1.6以下。 5 技術(shù)要求 設(shè)計一電解去毛刺機床用來去除套筒側(cè)孔的毛刺，具體要求如下：

19、 1：實現(xiàn)上下件，電解去毛刺和清洗三道工序一次裝夾完成，設(shè)計出滿足需要的夾具，電極上電源的引入。 2：加工工具陰極設(shè)計 3：陽極縱向移動裝置設(shè)計 所要加工的工件其具體尺寸如下圖2所示： 圖2是所要加工的工件及其具體尺寸 6進(jìn)度計劃 3月 9 日~ 3月13日 查閱資料、調(diào)研 3月16日~ 3月20日 外文翻譯、開題報告 3月23日~ 4月10日 總體機構(gòu)方案設(shè)計 4月13日~ 4月24日 繪制裝配圖草圖，參數(shù)計算 4月27日~ 5月 8 日 繪制正式總裝圖及裝配圖 5月11日~ 5月22日 繪

20、制零件圖 5月25日~ 6月 5 日 撰寫設(shè)計說明書 6月 8 日~ 6月12日 評審論文 6月15日~ 6月19日 答辯 7參考文獻(xiàn) [1] 何七榮.機械制造方法與設(shè)備.北京：中國人民大學(xué)出版社,2000 [2]趙世華.金屬切削機床.北京：航空工業(yè)出版社,1996 [3]王慧芳.金屬切削機床.北京：機械工業(yè)出版社,1994 [4]于駿一、鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社, 2004 [5]鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社,2004 [6]韋彥成.金屬切削機床構(gòu)造于設(shè)計.北京：國防工業(yè)出版社,1991 [7]韓洪濤.機械

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