【正文】 面積 2221 ???? rA ? 22 mm2 9 2 56545 ???A 23 mm90021045 ????A 2321 mm4139???? AAAA 總 體積 3mm832547827824139 ?????? 鍛件VV 重量 3 2 5 ???G 進(jìn)液孔的直徑是 6mm，其截面面積 222 ???? rS ? ，變速叉熱鍛模的電解加工工裝有 2 個(gè)進(jìn)液孔， ???總S 。陰極中有流出電解液的小孔，每個(gè)小孔流出的電解液相同，小孔的面積為222 ???? rS ?小 ，我們可以計(jì)算出整個(gè)陰極中有 N 個(gè)小孔。 18 ??? 小總SSN（個(gè)） 進(jìn)液孔與出液孔的大小。在計(jì)算進(jìn)出液孔大小之前，首先要計(jì)算過(guò)液面積，然后根據(jù)所計(jì)算的過(guò)液面積計(jì)算進(jìn)出液孔的大小。 進(jìn)液孔過(guò)液面積 22 ???? rS ?進(jìn) ，根據(jù)電解加工要求，加工間隙要充滿電解液，且在電解加工間隙內(nèi)具有一定壓力，所以進(jìn)液孔面積是初夜孔面積的 倍。出液孔面積就因該為： ????出S ，22 ???出r ，所以出液孔的直徑選用直徑 為 8mm 的孔。 根據(jù)查閱參考的資料以及試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)給速度的快慢對(duì)陰極設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系，進(jìn)給的速度快，加工的間隙小。反之，進(jìn)給的速度慢，加工的間隙大。變 22 速叉熱鍛模電解加工的加工間隙為 ： ????L ， ???h 各個(gè)部位的尺寸都減小 ， 則根據(jù)等間隙分布的原則可設(shè)計(jì)出變速叉熱鍛模電解加工的陰極的形狀與尺寸，如圖 所示。 所設(shè)計(jì)的陰極應(yīng)該比原零件小 。 圖 電解加工陰極 陰極的連接 電解加工工裝的工作過(guò)程 中，首先 固定陰極，如圖 陰極與 陰極安裝板 之間的連接圖所示 ，螺栓 M5 是 為了固定 并與連接板相連 。而 吊鉤與電解加工主軸相連，主軸移動(dòng)引導(dǎo)整個(gè)陰極部件上下移動(dòng)加工工件 。 對(duì)于 工件 ，必須準(zhǔn)確放入加區(qū)域，用 螺釘 通 過(guò)固定圈連接，在于外壓套共同作用 壓緊工件 ，定位圈 通過(guò) 螺栓 固定在底板上，為了防止 螺栓 松動(dòng)，增加彈簧墊圈。 然后，把 底板與電解加工的工作箱連接導(dǎo)通電，陰極與電解加工主軸相連，給主軸箱導(dǎo)電，陰極自然會(huì)導(dǎo)通， 再把整個(gè)工裝固定在機(jī)床上進(jìn)行加工。加工時(shí)，先通電解液，之后再連接電源進(jìn)行加工 ，加工完畢，停止供電，供液。把固定螺栓解開(kāi)，把工件取出。這樣就可以完全的達(dá)到要電解的目的。 1 工具陰極 2 聚液板 3 連接板 圖 陰極的連接 23 5 航空鍛件變速叉熱鍛模的電解加工工裝設(shè)計(jì) 航空鍛件變速叉熱鍛模電解加工工裝導(dǎo)電方式 電解陰極的導(dǎo)電方式分以下二種 :一種是槽間導(dǎo)電板搭接導(dǎo)電方式 ,另一種是陰陽(yáng)極板夾接導(dǎo)電方 式。槽間導(dǎo)電板搭接導(dǎo)電方式比陰陽(yáng)極板夾接導(dǎo)電方式 ,導(dǎo)電接觸電阻小 , 電耗小，電壓降小，接觸面積大 ,壓力大。 1. 銅排 2. 電解槽 3. 陰極板 4. 陽(yáng)極板 圖 陰陽(yáng)極板夾接導(dǎo)電示意圖 1. 銅排 2. 電解槽 3. 陰極板 4. 陽(yáng)極板 5. 槽間導(dǎo)電板 圖 槽間導(dǎo)電板搭接導(dǎo)電示意圖 導(dǎo)體相互接觸的接觸電阻除了與其接觸的壓力有關(guān)外 ,還與接觸面的形狀、接觸面表面積的大小、接觸方式等有極其密切的關(guān)系 ,本次設(shè)計(jì)選擇槽間導(dǎo)電板搭接導(dǎo)電方式。 航空 鍛件變速叉熱鍛模電解加工工裝供液方式 24 由于加工間隙很小，在電解加工過(guò)程中電解產(chǎn)物很容易阻斷電流，出現(xiàn)短路現(xiàn)象，所以 根據(jù)加工對(duì)象的幾何形狀 選用具有強(qiáng)導(dǎo)電能力的 NaCl 電解液，供液方式采用反向供液，這種供液方式能及時(shí)把電解產(chǎn)物帶走，而不會(huì)出現(xiàn)空穴，短路，空穴現(xiàn)象，還可以保證新鮮電解液充滿電解加工間隙，加工間隙中的電解產(chǎn)物能及時(shí)通過(guò)電解液帶走，保證電解加工有序進(jìn)行如圖 所示。 圖 電解加 工供液方式 如箭頭所示 航空鍛件變速叉熱鍛模電解加工工裝流場(chǎng)的設(shè)計(jì) 電解液系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是 :電解液順利通過(guò)并完全覆蓋陰極端面 ,不得有任何空區(qū)、死水區(qū)和渦流區(qū)。它是由電解液 NaCl 水溶液 ， 水泵 ， 管道 ， 進(jìn)入加工區(qū) ,使正負(fù)極之間產(chǎn)生電解作用 ,并不斷將電解產(chǎn)物沖刷排除掉 ,保證加工順利完成 。此處流場(chǎng)的設(shè)計(jì) ,是指陰極到加工區(qū)的設(shè)計(jì)。 電解加工效果取決于電場(chǎng)、流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等方面的綜合影響。過(guò)去對(duì)電解加工成型規(guī)律的研究，都是在假設(shè)流場(chǎng)均勻的前提下，對(duì)電場(chǎng)分布規(guī)律所進(jìn)行的研究。它對(duì)加工區(qū)的壓力、流速、流量、流程 、溫度和產(chǎn)物均有顯著影響。而輔助流場(chǎng)是指為了保證主流場(chǎng)穩(wěn)定均勻而進(jìn)行的一些補(bǔ)償電解液的輔助設(shè)計(jì)。它是為了保證加工區(qū)沿程流速穩(wěn)定均勻，而在不同過(guò)水截面上所采取逐段增液或減液的輔助措施。輔助流場(chǎng)的設(shè)計(jì)從屬于主流場(chǎng)的流向。當(dāng)主流場(chǎng)的電解液從加工區(qū)小 25 的過(guò)水截面流向大的過(guò)水截面時(shí)。輔助流場(chǎng)為增液流場(chǎng)，以便逐段增加電解液保證沿程流速基本穩(wěn)定。反之亦然。輔助流場(chǎng)電解液的增、減量取決于主流場(chǎng)各過(guò)水濕周的變化和間隙分布。 工件的定位的基本原理 六點(diǎn)定 位 ： 用合理分布的六個(gè)支承點(diǎn)限制工件的六個(gè)自由度，使 工件在夾具中的位置完全確定，稱為 “六點(diǎn)定位原則 ”，簡(jiǎn)稱 “六點(diǎn)定則 ”。六點(diǎn)定則是工件定位的基本法則，用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，起支承點(diǎn)作用的是一定形狀的幾何體，這些用來(lái)限制工件自由度的幾何體就是定位元件。 限制工件自由度與加工要求的關(guān)系： 工件定位時(shí)，影響加工要求的自由度必須限制；不影響加工要求的自由度，有時(shí)要限制，有時(shí)可不限制，視具體情況而定。習(xí)慣上，工件的六個(gè)自由度都限制了的定位稱為完全定位，工件限制的自由度少于六個(gè)，但能保證加工要求的定位稱為不完全定位。在工件定位時(shí)，以下情況允許不完全定位：加工通孔 或通槽時(shí)，沿貫通軸的位置自由度可不限制。毛坯是軸對(duì)稱時(shí)，繞對(duì)稱軸的角度自由度可不限制。加工貫通的平面時(shí)，除可不限制沿兩個(gè)貫通軸的位置自由度外，還可不限制繞垂直加工面的軸的角度自由度。 夾具上的定位元件重復(fù)限制工件的同一個(gè)或幾個(gè)自由度的定位稱為重復(fù)定位。重復(fù)定位分兩種情況：當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重復(fù)限制，并對(duì)加工產(chǎn)生有害影響的重復(fù)定位，稱為不可用重復(fù)定位。它將造成工件定位不穩(wěn)定，降低加工精度，使工件或定位元件產(chǎn)生變形，甚至無(wú)法安裝和加工。因此，不可用重復(fù)定位是不允許的。 當(dāng)工件的一個(gè)或幾個(gè)自由度被重 復(fù)限制，但仍能滿足加工要求，即不但不產(chǎn)生有害影響，反而可增強(qiáng)工件裝夾剛度的定位，稱為可用重復(fù)定位。在生產(chǎn)實(shí)際中，可用重復(fù)定位被大量采用。 基準(zhǔn)、對(duì)定位元件的基本要求： 定位基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)盡量使工件的定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)相重合；盡量用精基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)；遵守基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；應(yīng)使工件安裝穩(wěn)定，加工中所引起的變形最??；應(yīng)使工件定位方便，夾緊可靠。 工件定位方式及其定位元件 工件以平面定位。工件以平面作為定位基準(zhǔn)時(shí)，所用定位元件一般可分為主 26 要支承和輔助支承。主要支承用來(lái)限制工件的自由度，具有獨(dú)立 定位的作用。輔助支承用來(lái)加強(qiáng)工件的支承剛性，不起限制工件自由度的作用。 工件以圓柱孔定位。工件以圓柱孔為定位基準(zhǔn)，如套類、齒輪、撥叉等。此種定位方式所用的定位元件有圓柱定位銷、定位心軸和圓錐定位銷等。 工件以外圓柱面定位。工件以外圓柱面定位時(shí)，常用的定位元件有： V形塊、定位套和半圓套。 航天鍛件的熱鍛模及其電解加工工裝設(shè)計(jì)中工件的定位以圓柱孔定位，以工作臺(tái)作為基準(zhǔn)如圖 所示 圖 工件的定位 航空鍛件變速叉熱鍛模夾具裝夾設(shè)計(jì) 工件夾緊原理 為使工件在定位件上 所占有的規(guī)定位置在加工過(guò)程中保持不變，就要用夾緊裝置將工件夾緊。才能保證工件的定位基準(zhǔn)與夾具上的定位表面可靠地接觸，防止在加工過(guò)程中移動(dòng)、振動(dòng)或變形由于工件的夾緊裝置是和定位緊密聯(lián)系的，因此，夾緊方法的選擇應(yīng)與定位方法的選擇一起考慮。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)考慮夾緊力的選擇，夾緊機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)及其傳動(dòng)方法的確定。關(guān)于夾緊力的選擇應(yīng)包括方向、作用點(diǎn)及大小這三個(gè)要素的確定。 夾緊裝置選擇合適，不僅可以顯著地縮短輔助時(shí)間，保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且還可以方便工人操作，減輕體力勞動(dòng)。 夾緊裝置的 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，必須注意夾緊力對(duì)工件加工廠表面所產(chǎn)生的緊態(tài)和松態(tài)問(wèn)題，以保證工件加工表面的精度和光潔度。在設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件的形狀、材料、加工表面的位置、定位情況及加工表面的精度和光潔度要求，來(lái)確定采取 “緊態(tài) ”或 “松態(tài) ”的夾緊方法。 所謂加工廠表面的緊態(tài)夾緊，是指夾緊力的作用線能夠通過(guò)加工表面的周圍，使加工表面的材料處在壓緊應(yīng)力之下。所謂加工表面的松態(tài)夾緊，是指夾緊力的作用線不通過(guò)加工表面的周圍，使加工表面的材 27 料處在自由狀態(tài)之下。 采用 “緊態(tài) ”夾緊方法可以使加工表面比較穩(wěn)固，加工 過(guò)程中不易引起工件的振動(dòng)，有利于提高表面光潔度，但加工表面的幾何形狀精度將會(huì)受到一定的影響，特別是當(dāng)夾緊處的壁厚較薄時(shí)，這種影響就愈顯著。因?yàn)榇藭r(shí)加工表面受到夾緊力，而且愈靠近夾緊點(diǎn)受力愈大，材料產(chǎn)生彈性變形也愈大。當(dāng)加工完畢，取下工件后，夾緊力解除，加工表面發(fā)生局部回彈，使幾何形狀精度受到一定的影響，所以對(duì)于精加工的表面，如果幾何形狀精度要求較高，就不宜采用 “緊態(tài) ”夾緊方法 ，而應(yīng)另外 選擇 夾緊部位 ，使加工表面處于 “松態(tài) ”之下，以避免夾緊變形。 但是在某些精加工工序中，如果工件的夾緊部位不能選在 另外的地方，仍需使加工表面處于 “緊態(tài) ”進(jìn)行加工時(shí)，就應(yīng)對(duì)夾緊力的在大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤?“松態(tài) ”夾緊方法，一般適用剛度較好的工件，由于工件的夾緊是與工件的精度要求及其在夾具中的定位密切聯(lián)系的，所以?shī)A緊裝置還有著保證工件的加工精度和良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的要求。 如圖 是變速叉鍛模電解加工工裝夾具圖。 圖 變速叉鍛模電解加工工裝夾具 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 所謂夾緊力的作用點(diǎn)是指一小塊面積。在實(shí)際上，夾緊件與工件接觸處并非 28 一點(diǎn)，而是有一定面積的。 選擇夾緊力作用點(diǎn)的問(wèn)題是指在夾緊方向已定的情況下，確定夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目。它應(yīng)符合下列三項(xiàng)要求：夾緊力作用點(diǎn)的選擇應(yīng)不破壞工件在定位時(shí)已經(jīng)獲得的位置，要達(dá)到這項(xiàng)要求，夾緊時(shí)應(yīng)避免使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)的力矩，以及使工件發(fā)生移動(dòng)的外力。工件在夾緊時(shí)的變形應(yīng)該最小，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)有足夠的數(shù)目和面積，并應(yīng)作用于工件上剛度較大的部分。 對(duì)于一些薄壁零件如果必須夾在剛性較差的部位 而別無(wú)他處可壓時(shí)，則應(yīng)采取防止變形的措施?？稍趬喊逑旅婕右缓穸容^大的錐面墊圈，使夾緊力通過(guò)墊圈均勻地作用在薄壁上，防止使工件局部壓陷。工件受加工力而產(chǎn)生的變形和振動(dòng)應(yīng)最小，為了減 小加工過(guò)程中工件因受加工力、離心力、慣性力等所形成的力矩而產(chǎn)生的變形和振動(dòng)，必要時(shí)應(yīng)在工件剛度較差的部位增加輔助支承并施加夾緊力。由于加工表面遠(yuǎn)離夾緊處，而且這部分 的剛度較差，應(yīng)施加附加夾緊力，以防止加工時(shí)因加工力而引起的變形和振動(dòng)。 夾緊力大小的確定 夾緊力的大小，不僅與加工力大小及工件的重量有關(guān)，也和這些力的方向和作用點(diǎn)有關(guān)。所以確定 夾緊力的大小有一定的困難。但可根據(jù)工序的進(jìn)行情況，確定加工最不利的瞬時(shí)，然后將相當(dāng)于此時(shí)的加工力、重力組成一個(gè)作用于工件上的力系與力矩系。使工件在這些力的作用下 處于平衡狀態(tài)，這就是確定所需夾緊力大小的原始條件。 實(shí)際夾緊力的大小取決于原始力的大小及中間傳力機(jī)構(gòu)。對(duì)于從靜平衡力中求出的理論夾緊力 q，緊裝置的結(jié)構(gòu)、工件的定位情況、工件的加工情況 ， 以及安全要求等具體條件 ， 估計(jì)最不利的情況或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將其增大，由此即可求得所需的 夾緊力。 如用公式表示 ,則實(shí)際夾緊力 Q 可寫與下面的形式； Q=Kq 式中 K 為具體條件系數(shù) , K=K0*K1*K2*K3*K4 （ ） 式中 K0 基本安全系數(shù) ， K0= , K1 加工表面光潔度系數(shù) ,毛面 K1= ，光面K1= ,K2 焊鉗磨鈍系數(shù)， K2=~ ,K3 斷續(xù)加工系數(shù) K3= ， K4 疲勞系數(shù)，K4=~。 工件夾緊力的確定 222 )292( ???? RS ? 33 ?????? SHV ??? VG 29 Nmgq ???? *3*2*1*0 ??????? kkkkkk 綜上實(shí)際夾緊力 NkqQ ???? ，才可以保證工件不會(huì)移動(dòng)，電解加工工裝正常工作。 水套設(shè)計(jì) 電解加工中應(yīng)向加工間隙內(nèi)提供具有一定壓力和較高流速的電解液，水套的作用就是對(duì)電解液 加以引導(dǎo)和密封并保證加工間隙內(nèi)流場(chǎng)的均勻 。 由于電解液的壓力較高，水套內(nèi)采用全封閉流道并在工件與 定