特种加工第四章2.ppt

三、电解液 （一）对电解液的基本要求 （二）三种常用电解液 （三）电解液参数对加工过程的影响 （四）电解液的流速及流向 （五）电解液出水口的布局,在电解加工过程中，电解液的主要作用是： （1）作为导电介质传递电流 （2）在电场作用下进行电化学反应，使阳极融解能顺利而有控制地进行 （3）及时地把加工过程中产生的电解产物及热量带走，起更新与冷却作用。,（一）对电解液的基本要求 （1）具有足够的蚀除速度 这要求电解质在溶液中有较高的溶解度和离解度，具有很高的电导率，电解液中所含的阴离子应具有较正的标准电位。 （2）具有较高的加工精度和表面质量 电解液中所含金属阳离子必须具有较负的标准电极电位。 钝化型电解液 （3）阳极反应的最终产物应是不溶性的化合物 性能稳定，操作安全，对设备的腐蚀小，价格便宜,（二）三种常用电解液 1.NaCl电解液 活性Cl离子 钝化膜 蚀除速度 电流效率 导电能力 杂散腐蚀 浓度 温度,2.NaNO3电解液,切断间隙a 切断电流密度ia,5NaNO3 切断间隙a 切断电流密度ia,非线性电解液,NaNO3电解液在质量分数为30以下时，有比较好的非线性性能，成型精度高，对机床设备的腐蚀性小 ，使用安全，价格也不高。 它的主要缺点是电流效率低，生产率也低，阴极有氨气析出NaNO3会被消耗。,3. NaClO3电解液 钝化型 溶解度高 腐蚀性小 昂贵 强氧化性 4.电解液中加添加剂 NaCl中加磷酸盐 NaNO3中加NaCl 络合剂、光亮剂NaF 缓蚀剂,（三）电解液参数对加工过程的影响 成分 浓度 温度 酸度值 粘性,（四）电解液的流速及流向,（五）电解液出水口的布局 流场、流线 （1）流线是表示液体质点运动轨迹的曲线 （2）和电力线、磁力线一样，流线不能相互交割。 （3）流线的疏密程度表示流速的大小。,四、电解加工的基本规律 （一）生产率及其影响因素 （二）精度成形规律 （三）表面质量,（一）生产率及其影响因素 1. 金属的电化学当量和生产率的关系 2.电流密度和生产率的关系 3. 电极间隙大小和蚀除速度的关系,1. 金属的电化学当量和生产率的关系 法拉第电解定律,例题 某厂用NaCl电解液电解加工一批零件，要求在64mm厚的低碳钢板上加工25mm的通孔。一种中空电极内孔直径为13.5mm，每个孔限5min加工完，求需用多大电流？如果电解电流用5000A，则电解时间需多少？,2.电流密度和生产率的关系 V=Ah,3. 电极间隙大小和蚀除速度的关系,若电解液参数、工件材料、电压等均保持不变时，即 则,例题 用温度为30、质量分数为15的NaCl电解液，对某一碳钢零件进行固定式阴极电解扩孔，起始间隙为0.2mm（单边，下同），电压为12V。求刚开始时的蚀除速度和间隙为1mm时的蚀除速度，并求间隙有0.2mm扩大到1mm所需的时间。,（二）精度成形规律 1.端面平衡间隙 2.法向平衡间隙 3.侧面间隙 4.平衡间隙理论的应用 5.影响加工间隙的其它因素,1.端面平衡间隙 当工件的蚀除速度va与阴极的进给速度vc相等，两者达到动态平衡，此时的加工间隙将稳定不变，称之为端面平衡间隙,2.法向平衡间隙,3.侧面间隙 设相应与某进给深度h=vt除的侧面间隙sx，则该处在x方向的蚀除速度为，经时间dt后，该处的间隙x将产生一个增量dx所以 将上式进行积分,当t0时（即hvt0时）， （x0为底侧面起始间隙）则 所以 因为 代入上式得,当工具底侧面处的圆角半径很小时 如果对阴极侧面进行绝缘处理，侧面间隙s与工具的进给量 h无关，只取决于工作边宽度b，则得,4.平衡间隙理论的应用 1）计算加工过程中各种电极间隙，例如端面、斜面、侧面的间隙。这样就可以根据阴极的形状来推算加工后工件的形状和尺寸； 2）设计电极时计算阴极尺寸及修正量，亦即根据工件形状尺寸计算阴极形状尺寸； 3)分析加工精度，如整平比以及由于毛坯留量不均引起误差，阴极、工件原始位置不一致引起的误差等； 4)选择加工参数如电极间隙、电源电压、进给速度等。,5.影响加工间隙的其它因素 电流效率 加工间隙内工具形状，电场强度的分布状态 电解液的流动方向 加工电压的变化,（三）表面质量 电解加工的表面质量，包括表面粗糙度和表面的物理化学性质的改变两方面。正常电解加工的表面粗糙度能达到Ra1.250.16m，由于没有切削力和切削热的影响，不会在加工表面发生塑性变形，不存在残余应力、冷作硬化或烧伤退火层等缺陷。,影响表面质量的因素主要有： 1）工件材料的合金成分、金相组织及热处理状态对表面粗糙度的影响很大。 2）工艺参数对表面质量也有很大影响。 电流密度 电解液流速 电解液温度 3）阴极表面条纹、刻痕等都会相应地复印到工件表面，所以阴极表面要注意加工。阴极上喷液口的设计和布局也是极为重要的。阴极进给不匀，会引起横向条纹。 此外，工件表面必须除油去锈，电解液必须沉淀过滤，不含固体颗粒杂质。,作业,1. 电火花加工中工作液的作用是什么？电解加工中电解液的作用是什么？对电解液的基本要求有哪些？,2. 电解方法加工一模具的30mm40mm方孔，工件为碳钢，阴极为黄铜，电解液为18NaCl溶液，加工温度30，孔的深度为6.0mm, 若要求5分钟加工完毕，问需要多大的加工电流？如果换用12V电压，1000A容量的电源进行加工，此时可以达