管筒形工件在兵器、石油等工业领域有着广泛的应用。工件内腔往往是其工作面,如炮管膛线、螺杆泵金属定子和等壁厚螺杆钻具定子内孔螺旋线,以及一些花键孔等型孔。采用传统机械加工方法,一般存在刀具磨损严重、经济成本高、加工效率低、表面质量较差等缺陷。电解加工是一种特种加工技术,与工件不直接接触,而且一次加工成形,具有工具无损耗、不存在机械切削力、工件表面质量好、加工效率高等优点,特别适合于难切削材料和复杂形状工件的加工。为此,本课题设计了一台管筒形件内腔电解加工机床,主要加工对象包括炮管膛线、石油钻具内腔螺旋线和花键孔等型孔。所完成的工作主要如下:(1)总体方案设计。根据管筒形工件结构特点和加工工艺要求,完成了机床总体方案和结构布局设计,机床包括床身、主轴箱、给进系统、拉杆、导电装置、工件定位夹紧装置、伸缩式防护罩、机床辅助部件等。(2)本体结构设计。机床本体部分主要包括主轴箱及相应的密封结构、进给系统、阴阳极导电装置、工件夹具、拉杆、拖链和中心架等,运用PROE完成了机床整体模型的构建。(3)关键零部件有限元分析与优化。基于ANSYS Workbench对电解加工机床进行了静力学仿真分析,研究了床身、主轴箱和工件夹具的静态和动态特性,在此基础上,运用拓扑优化方法对关键零部件进行分析,优化部件结构并达到减重的目的。