电化学加工1

ElectrochemicalmachiningIndustry电化学加工——电解加工王广灿Industry主要内容•一、电化学加工的基本原理•二、电化学加工的分类•三、电解液•四、电解加工的基本规律•五、精度成型规律•六、电解加工的基本设备•七、电解加工工艺及应用Industry一、电化学加工的基本原理•在阴、阳极表面发生得失电子的化学反应即称为电化学反应，利用这种电化学反应作用加工金属的方法就是电化学加工。•其中，阳极上为电化学溶解，阴极上为电化学沉积。Industry二、电化学加工的分类类别加工方法及原理应用Ⅰ电解加工(阳极溶解)电化学抛光(阳极溶解)用于形状尺寸加工用于表面加工Ⅱ电镀(阴极沉积)电铸(阴极沉积)用于表面加工用于形状尺寸加工Ⅲ电极磨削(阳极溶解、机械磨削)电解放电加工(阳极溶解、电火花蚀除)用于形状尺寸加工用于形状尺寸加工Industry点击添加标题基本原理：金属在电解液中的“电化学阳极溶解”。在工件(阳极)与工具(阴极)之间接上直流电源（如图），使工具阴极与工件阳极间保持较小的加工间隙(0.1～0.8mm)，间隙中通过高速流动的电解液。这时，工件阳极开始溶解。12345VA1—直流电源；2—工具电极；3—工件阳极；4—电解液泵；5—电解液－＋1、电解加工的机理Industry点击添加标题2、电解加工过程及其特点(1)加工范围广（不受金属材料硬度和强度限制）。(2)生产率高，约为电火花的5-10倍，有时比切削高。(3)加工质量好，无切削力和切削热，表面无残余应力。(4)可用于加工薄壁和易变形零件。(5)工具阴极无损耗。Industry点击添加标题3、电解加工的问题电解加工当前存在的主要问题是加工精度难以严格控制，尺寸精度一般只能达到0.15～0.30mm。附属设备多，造价贵，占地面积大。电解液腐蚀机床，电解液的处理也较困难，污染环境Industry前言三、电解液主要作用基本要求电解液选择的原则Industry前言三、电解液1、作用：（1）：作为导电介质接通工具与工件之间的电路（2）：在电场的作用下进行电化学反应，阳极溶解顺利并行控制（3）：带走电化学反应中所产生的热量和加工区域产生的电化学产物2、基本要求：（1）具有足够的蚀除速度（2）具有较高的加工精度和表面质量（3）阳极反应的最终产物应是不溶性的化合物。加工小孔时要求阳极反应物是可溶性的。（4）价格便宜、性能稳定、操作安全、腐蚀性小Industry前言3、电解液选择的原则•粗加工重点解决效率；精加工侧重加工精度和表面质量；•高温合金叶片侧重保加工精度；钛合金则侧重表面质量。液体的流向Industry前言四、电解加工的基本规律一、生产率及其影响因素1、电化学当量对生产率的影响（1）法拉第电解定律（电化学当量与生产率）以质量计以体积计m—电极上溶解或析出物质的质量（g）V—电极上溶解或析出物质的体积（mm3）K—被电解物质的质量电化学当量（g/A·h）ω—被电解物质的体积电化学当量（mm3/A·h）I—电解电流（A）t—电解时间（h）ItVkItmIndustry前言η—电流效率η＞100%块状脱落η太小，钝化膜或其它反应合金ItηVηKItmη%100理论计算蚀除量实际金属蚀除量Industry前言⒉电流密度与生产率金属阳极的蚀除速度I电流密度ithvithhAViAtVivaaIndustry前言3加工间隙对生产率的影响σ－电导率（1/Ω·㎜）UR－电解液的欧姆电压（V）Δ－加工间隙（㎜）RaRRRUvUAIiAURUIARIndustry前言五、精度成型规律⒈端面平衡间隙⒉法向间隙⒊侧面间隙⒋平衡间隙理论应用Industry前言⒈端面平衡间隙端面间隙：垂直进给方向的面,沿进给方向的间隙。端面平衡间隙Δb：工件蚀除速度va与阴极的进给速度vc相等两者达到动态平衡的端面间隙。加工过程达到稳定时的加工间隙达到动态平衡△=△bΔb：0.12～0.8mm，合适：0.25～0.3mmcRbvUcadtdvvcavv0dtdIndustry前言⒉法向间隙法向平衡间隙Δn比端面平衡间隙Δb大,是1/cosθ倍。Cosθ法设计电极45coscoscosbcRnRncnvUvUvvIndustry前言⒊侧面间隙ccRRRvhttvhxtUxdtxUdxxUdtdx22202bbcRsxxhhvUx0202022Industry前言⒊侧面间隙1222bbbbshh侧面不绝缘：轴向截面抛物线侧面绝缘：12bbsbIndustry前言⒋平衡间隙理论应用（1）计算加工工程中各种电极间隙。这样就可以根据阴极的形状来推算加工后工件的形状尺寸（2）设计电极时计算尺寸及修正量，即根据形状尺寸计算阴极形状尺寸（3）选择加工参数，如电极间隙、电压、进给速度Industry前言5、提高加工精度的途径脉冲电解加工小间隙电解加工改进电解液混气电解加工Industry前言1、脉冲电解加工特点（1）阳极表面形成的钝化膜为坚固的蓝黑色光亮表面（2）加工为间歇性，电蚀物有足够的时间排除，提高加工稳定性（3）加工速度要低于直流（4）可充分发挥小间隙加工的优越性Industry前言2、小间隙电解加工C为常数（工件材料、电解液参数、电压保持稳定）1CCvvCvCvaaaaIndustry前言六、电解加工的基本设备1、直流电源2、机床要求：⑴机床刚性20～40KN⑵进给速度稳定⑶防腐绝缘⑷安全措施，氢气（爆炸）3、电解液系统Industry前言3、电解液系统Industry前言七、电解加工工艺及应用⒈深孔、扩孔加工⒉型孔加工⒊型腔加工⒋套料加工⒌叶片加工⒍电解倒棱去毛刺⒎电解刻字⒏电解抛光Industry前言1、型孔加工Industry前言2、型腔加工Industry前言3、叶片加工Industry点击添加标题电解加工诸要素及相互关系谢谢观看THANKSPOWERPOINTIndustry