自導(dǎo)向彎孔電解加工數(shù)控系統(tǒng)研究——項(xiàng)目申報(bào)書(已修改)
2025-01-18 23:01 本頁面
【正文】 項(xiàng)目名稱 自導(dǎo)向彎孔電解加工數(shù)控系統(tǒng)研究 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（簽名） ______________________________ 所在學(xué)校（蓋章） ________________________________ 1．本項(xiàng)目研究意義及國(guó)內(nèi)外同類研究工作現(xiàn)狀（附主要參考文獻(xiàn)及出處）： (一 )研究意義 彎曲孔結(jié)構(gòu)的應(yīng)用非常廣泛，在很多的機(jī)械零部件中都需要用到彎曲孔的結(jié)構(gòu)，具有廣闊的應(yīng)用前景。 （ 1）冷卻水道。在注塑模具及壓鑄模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡可能的使各冷卻水道離型腔壁和型芯壁 (即模腔 ) 保持合適的垂直距離，以保證型腔、型芯各處溫度均勻，使制品各處的冷卻速度均衡，有效地防止變形的產(chǎn)生，從而提升制品的外觀質(zhì)量、延長(zhǎng)制品的使用壽命，提高制品的生產(chǎn)效率。如果采用特定的加工工藝加工出可以隨意彎曲的冷卻水道，使得冷卻水道能夠根據(jù)模具型腔隨形任意布置，將非常有利于冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得更好的制品質(zhì)量。 （ 2）渦輪增壓器。彎曲孔加工在渦輪增壓器的流道中應(yīng)用也極為廣泛，流道的設(shè)計(jì)及加工直接影響到高速轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的速率及熱能動(dòng)力轉(zhuǎn)化的效率。渦輪增壓器的核心部件，高速運(yùn)轉(zhuǎn)的速度達(dá)到 22 萬轉(zhuǎn) /分鐘，需要 充分的油潤(rùn)滑及水冷，才能保證部件運(yùn)行的平穩(wěn)性及持續(xù)性，這就要求彎曲孔必須滿足油潤(rùn)滑的均勻性及油流量的離散性，因此必須保證注油孔內(nèi)孔的均勻性，冷卻水道的環(huán)繞性以及充分性。同時(shí)，彎曲孔加工的光滑性及清潔度，又極大的影響高速運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，一個(gè)小小的毛刺可能直接將整個(gè)葉輪損壞，任何阻塞及潤(rùn)滑的不充分性，會(huì)直接造成渦輪軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)中過熱過燒，甚至斷軸的風(fēng)險(xiǎn)。 （ 3）流道。在各種液壓元件以及氣動(dòng)元件的流道中，既希望能減少接頭數(shù)量，又能弧形轉(zhuǎn)彎并保證孔壁的光滑性，以減少流道的阻力，獲得較好的流動(dòng)性能，因此也需要應(yīng)用彎孔結(jié)構(gòu) 。 （ 4）特殊應(yīng)用。彎曲孔也應(yīng)用在一些需要彎孔的特殊場(chǎng)合，如核電設(shè)備的某些零部件中也需要用到彎曲孔。 然而要實(shí)現(xiàn)彎孔的加工是很困難的，切削加工彎孔幾乎不可能完成。于是在提高機(jī)械加工的工藝性要求中，就提出盡可能不采用彎孔結(jié)構(gòu)；在非用不可的結(jié)構(gòu)中，往往是采用一些直孔分段擬合來代替或者采用一些較接近的、精度不高的方法來實(shí)現(xiàn)。然后這些方法加工的孔在滿足生產(chǎn)功能、防止泄漏方面總存在一些問題，而且大大增加了加工成本。因此，研究彎曲孔的加工方法及加工工藝是非常有必要且具有實(shí)際意義的。 （二）彎孔加工方法研究現(xiàn)狀 研究國(guó)內(nèi) 外相關(guān)文獻(xiàn)資料可知，現(xiàn)有的彎孔加工主要有以下幾種方法： 一是采用幾段直孔來擬合代替，采取先把孔鉆通，然后再封堵另一端的措施來完成。該方法加工的孔在滿足生產(chǎn)功能、防止泄漏方面存在一些問題，而且加工成本高。 二是電子束加工微細(xì)彎孔。該技術(shù)利用電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的原理，使其在工件內(nèi)部偏轉(zhuǎn)，加工出微細(xì)彎孔?？刂齐娮邮乃俣群痛艌?chǎng)強(qiáng)度，即可控制曲率半徑。該技術(shù)是一種微細(xì)加工方法，主要用于微細(xì)彎孔的加工 [5]。 三是使用線框電極的電火花套料加工彎曲孔。該工藝是將切削加工中的套料加工方法用于電火花加工。 其所用電極和加工示 意如圖 圖 2 所示 [3]。 圖 1 套料用的加工電極 圖 2 套料加工示意圖 使用該工藝可以加工出任意形狀的彎孔，但彎孔有缺口，需要進(jìn)行密封處理。 四是在設(shè)計(jì)過程中，將需要加工彎孔的零件切割成上下兩片，分開后，用 CNC 實(shí)現(xiàn)彎孔的加工，加工完成后再組合起來。該方法一方面需要更改零件設(shè)計(jì)，另一方面接合面上需要耐高溫 油封。 五是國(guó)外學(xué)者研究的利用球形電極加工彎曲孔的方法。其中最有代表性的方法有二種： 一種方法是將球形電極分成若干部分，通過控制不同部分通電或斷電來選擇不同的加工位置，從而實(shí)現(xiàn)孔中心線的彎曲，其 典型電極如圖 3 所示 [1]。 圖 3 用于彎曲孔加工的 球 電極 該方法會(huì)留下未切割的區(qū)域，給后續(xù)加工帶來麻煩。 另一種方法的加工原理示意圖如圖 4 所示 [1]。 圖 4 圓形彎曲孔加工原理示意圖 如圖 4 左圖所示，刀具的加工點(diǎn)是傾斜的，以便對(duì)與中心
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