【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 解磨：金屬陰極 ～ ～導(dǎo)電磨輪 ～ 電解切削：盤形陰極（直徑在100mm以下） ～ ～線電極（厚度在30mm以下） ～ ～　　 不同電解加工方式的加工間隙范圍 加工方式 間隙范圍/mm活性電解液 ～直流電流惰性電解液非線性加工，混氣加工 ～連續(xù)進(jìn)給 ～脈沖電流振動(dòng)進(jìn)給 0～周期—循環(huán)多次對(duì)刀 0～　　電解加工中，電解液的流場(chǎng)狀況是很重要的，它不但影響到電解加工的復(fù)制精度和表面質(zhì)量，而且還可能由于流場(chǎng)分布不好而引起短路，損壞工具和工件。采用薄片狀電極的電解加工中，電解液的流動(dòng)屬于鈍物體繞流，有尾跡現(xiàn)象。尾跡現(xiàn)象在鈍物體后產(chǎn)生渦流區(qū)，此渦流區(qū)內(nèi)的電解液流速慢，類似于死水，得不到迅速的更新，很容易形成離子堆積，濃差極化嚴(yán)重，電解產(chǎn)物也不容易及時(shí)排除，造成這一局部區(qū)域電解速度降低，影響加工成型精度，嚴(yán)重時(shí)甚至引起短路。在窄縫電解加工過程中，加工間隙比常規(guī)電解更小，尾跡渦流長(zhǎng)度很容易影響到實(shí)際加工過程。在電解液狀態(tài)不變的情況下，通過減小薄片電極的厚度，可以使尾跡渦流區(qū)長(zhǎng)度相應(yīng)地隨之減小，尾跡對(duì)加工的影響也隨之減小，加工精度和加工過程穩(wěn)定性都可以得到提高。3 航空鍛件變速叉的熱鍛模設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取變速叉作為研究對(duì)象。 變速叉鍛件二維圖 變速叉鍛件三維圖 容易脫模必須保證鍛件沿打擊方向從鍛模中能順利取出，是確定分模面的最根本原則。通常把分模面選在最大水平投影面位置。 成形良好坯料在鍛模模膛受壓后，充填水平方向比較容易，充填模膛深度方向比較困，即壓成形不易獲得成形良好的鍛件。使上下模模膛深度大致相等，鍛件頭部尖角處才能成形飽滿。 平衡側(cè)壓力為防止鍛模在側(cè)壓力作用下錯(cuò)移，應(yīng)避免落差不對(duì)稱分模應(yīng)盡量采用同一平面，或兩件對(duì)接以平衡側(cè)壓力。 保證承力面強(qiáng)度鍛件主要承受剪切應(yīng)力的面，不宜作分模面。分模面周圍設(shè)計(jì)有飛邊槽，坯料流線呈水平分布，加上切除飛邊時(shí)造成的微裂紋都會(huì)降低鍛件強(qiáng)度。 簡(jiǎn)化鍛模制造對(duì)于倒度小于直徑的圓盤類鍛件，一般采用徑向分模，徑向分模使鍛模模膛及切邊模均為圓形，便于加工。鍛件分模位置合適與否關(guān)系到鍛件成形，鍛件出模，材料利用等一系列問題。該設(shè)計(jì)對(duì)象屬于長(zhǎng)軸對(duì)稱件。 分模面位置如圖中線　　鍛模的分模面是指上下模的分接面。分模輪廓線是指終鍛模膛分模面與鍛件輪廓的交線。分模輪廓線在視圖平面上的投影稱為分模線，鍛件圖上分模面是用分模線來表示的，變速叉的形狀是上下對(duì)稱，選擇正投影面積最大的面作為分模位置。 (1) 鍛件在分模面上的投影面積 S= =++ = cm (2) 鍛件的周邊長(zhǎng)度 (3) 鍛件的體積 （4）鍛件的質(zhì)量 (5) 鍛件的復(fù)雜系數(shù) 簡(jiǎn)單件C1級(jí) C=1 一般件C2級(jí) C= 較復(fù)雜件C3級(jí) C= 復(fù)雜件C4級(jí) 0C= 所以變速叉的復(fù)雜系數(shù)是C3級(jí)。工件較為復(fù)雜，采用機(jī)械加工加工困難，生產(chǎn)效率較為低下，而且不易加工不規(guī)則的棱角，采用常規(guī)加工方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且工序繁多，加工精度不高，所以不采用傳統(tǒng)加工方法。選擇采用電解加工，加工中不存在機(jī)械切削力，所以加工后零件表面無殘余應(yīng)力，不會(huì)產(chǎn)生由于切削力所引起的殘余應(yīng)力和變形，沒有飛邊和毛刺，表面粗糙度可達(dá)模鍛型腔為177?！?77。 毫米的加工精度。一次成型，工序簡(jiǎn)單，無接觸加工，從根本上解決工件因加工產(chǎn)生的變形。 在模鍛過程中由于毛坯料體積及終鍛溫度的波動(dòng)、模膛磨損及上下模運(yùn)動(dòng)誤差都會(huì)導(dǎo)致鍛件尺寸出現(xiàn)偏差。模鍛件公差主要由鍛件質(zhì)量m、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)s、材質(zhì)系數(shù)M和分模面形狀確定，同時(shí)要考慮鍛造工藝、鍛造設(shè)備和加熱方法等。鍛件長(zhǎng)度、寬度和高度公差是指在分模面一側(cè)同一模塊上的公差。錯(cuò)差是鍛件在分模線上下兩部分對(duì)應(yīng)點(diǎn)偏移距離。殘留飛邊公差是指鍛件在四邊后其橫向殘留邊或切人鍛件深度。、寬度、高度及錯(cuò)差殘留飛邊公差。 鍛件的長(zhǎng)度、寬度、高度及錯(cuò)差殘留飛邊公差 變速叉模鍛件的長(zhǎng)度公差為，寬度公差為，高度公差為。加工余量的確定與鍛件形狀的復(fù)雜程度、零件的精度要求、鍛件的材質(zhì)、模鍛設(shè)備、工藝條件、熱處理的變形量、校正的難易程度、機(jī)械加工的工序設(shè)計(jì)等許多因索有關(guān)。機(jī)械加工余量也并不是越小越好，為了將鍛件的脫碳層(約0. 5mm)和表面的細(xì)小裂紋去掉，留有一定的加工余量是必要的。、零件機(jī)加工精度和鍛件復(fù)雜程度確定。 鍛件質(zhì)量、零件機(jī)加工精度和鍛件復(fù)雜程度 變速叉鍛件表面粗糙度為Ra=，加工精度為F1，，均取2mm。　　鍛件上的圓角可以使金屬容易充滿模膛、起模方便和延長(zhǎng)模具使用壽命。圓角半徑太小會(huì)使鍛模在熱處理或使用中產(chǎn)生裂紋或壓塌變形，在鍛件上也容易產(chǎn)生折紋。所以在制件公差允許條件下圓角半徑應(yīng)盡可能大。 鍛件上的凸角圓角半徑稱為外圓角半徑r，它與模膛內(nèi)凹處的圓角半徑相呼應(yīng)。r太小，會(huì)使鍛件成形困難，導(dǎo)致鍛模因應(yīng)力集中開裂。一般情況下r取值按r=余量+a確定，其中a是零件上的圓角半徑或倒角。r=+=，為便于模具制造，采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，圓角半徑按下列數(shù)值選用(單位mm)：，2. 5．，，，，，，40. 0，．。取r=2mm。 鍛件上的凹角圓角半徑稱內(nèi)圓角半徑R，它與模膛內(nèi)凸處的圓角半徑相呼應(yīng)。R太小，會(huì)使脫模困難，還會(huì)造成模鍛時(shí)金屬流動(dòng)形成的纖維被割斷甚至產(chǎn)生折疊。一般情況下R值按 R=（～）r 確定，R=++，取R=5mm。 為了使鍛件易于從模膛中取出，一般鍛件與模膛側(cè)壁接觸部分需帶一定的斜度，這斜度稱為模鍛斜度。鍛件在冷縮時(shí)趨向離開模壁的部分為外模鍛斜度，用“表示：反之為內(nèi)模赧斜度，用β表示，模鍛錘、鍛壓機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛件的外模鍛斜度a，按鍛件各部分的高度H與寬度B以及長(zhǎng)度L與寬度B的比值H/B、L/B確定，內(nèi)模鍛斜度β按外模鍛斜度ａ值加大2～3度 (15度除外)。當(dāng)模鍛設(shè)備具有頂料機(jī)構(gòu)時(shí)，外模斜度可縮小2～3度，我們研究的變速叉模鍛斜度為7度。開式模鍛的終鍛型槽周邊必須設(shè)有飛邊槽，根據(jù)不同鍛件對(duì)各項(xiàng)工藝參數(shù)的不同要求，選取適當(dāng)?shù)娘w邊槽，其尺寸參考10MN熱鍛模壓力機(jī)的數(shù)值，選定：橋部高度h=；寬度b=8mm；=25mm；入口半徑=1mm；=2mm；=2mm；=2mm；飛邊A=144。鉗口位于預(yù)鍛模模膛和終鍛模樘的前方。由夾鉗口和鉗口頸兩部分組成，夾鉗口在模鍛時(shí)放置棒料及夾鉗。鉗口頸是用于加強(qiáng)夾鉗料與鍛件之間的連接。 鉗口為了算出總變形面積A=A+L，參考實(shí)用鍛模設(shè)計(jì)與制造，取飛邊橋部的平均寬度為b=10mm。這樣可以算出總變形面積A=3200+43010=7500mm。冷態(tài)時(shí)材料強(qiáng)度為600700MPa。按公式P=KA，確定噸位為10MN。因此選用現(xiàn)有的10MN熱鍛模壓力機(jī)。 由熱鍛件圖可知，該鍛件具有較大的彎曲，對(duì)于彎曲軸線類鍛件應(yīng)先將軸線展開成直線。 毛坯的長(zhǎng)度L=125mm 毛坯的體積 毛坯的平均截面積 毛坯的平均截面直徑 計(jì)算毛坯圖 某些截面面積參數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 1068 580 1204 540 420 630 685 120 216 216 216 216 216 216 216 216 1284 796 1420 756 636 846 701 336 根據(jù)鍛件的形狀特點(diǎn)選取8個(gè)截面，繪出變速叉的截面圖，計(jì)算毛坯 圖用熱鍛件尺寸計(jì)算，這樣有利于型槽的設(shè)計(jì)。 預(yù)鍛模膛僅用來減少終鍛模膛的磨損這種情況下，預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì)和終鍛模樘基本一樣，只有外圓角半徑比終鍛模膛相應(yīng)處大12mm，分模面處的圓角也應(yīng)大些。預(yù)鍛模膛主要用來改善終鍛模膛的成形條件，這種情況下預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì)與終鍛模膛的區(qū)別，從三方面考慮其設(shè)計(jì)：模膛的寬和高；為保證鍛件成形飽滿，毛料在預(yù)鍛模膛高度要比終鍛模膛高25mm；一般情況下，預(yù)鍛模膛傾斜與終鍛模膛相同，對(duì)于難充滿部分增大23度，外圓角半徑增大23度。終鍛模膛是模鍛時(shí)最后成形用的模膛，其尺寸和形狀應(yīng)與熱鍛件圖上相應(yīng)的部分形狀尺寸一致。終鍛模膛的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)熱鍛件圖增加冷縮值并考慮生產(chǎn)的實(shí)際因素而繪制。%。 1 上模 2鉗口 3下模 4飛邊 變速叉終鍛模4 航空鍛件變速叉的熱鍛模電解加工陰極的設(shè)計(jì) 電解加工以其加工效率高，表面質(zhì)量好，無工具磨損，無殘余應(yīng)力等優(yōu)點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于航空航天汽車醫(yī)療及電子工業(yè)等領(lǐng)域。然而由于電解加工過程的復(fù)雜性及眾多因素的影響使得電解加工在現(xiàn)代高精密制造業(yè)發(fā)展中裹足不前其中一個(gè)極為重要的問題就是陰極工具的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)陰極工具的形狀精度和尺寸精度直接影響到工件的表面加工精度。電解加工陰極工具設(shè)計(jì)是成形規(guī)律理論的直接應(yīng)用。在電解加工的過程中,由于成形規(guī)律受陰陽兩極之間的電場(chǎng)，流場(chǎng)電極反應(yīng)動(dòng)力過程等因素的影響,因而其加工并非處處相等，而是依某種規(guī)律呈不均勻分布。因此生產(chǎn)實(shí)踐中常通過多次試驗(yàn)和反復(fù)地手工修正來制造工具陰極。而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)電解加工的陰極設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)值仿真,采用模擬加工的方式