电化学加工课件

1、Electrochemical machining,Industry,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,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”。

2、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(0.10.8 mm)，间隙中通过高速流动的电解液。这时，工件阳极开始溶解。,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

3、到0.150.30 mm。 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

4、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/Ah） 被电解物质的体积电化学当量（mm3/Ah） I电解电流（A） t电解时间（h）,Industry,前 言,电流效率 100% 块状脱落

5、太小，钝化膜或其它反应 合金,Industry,前 言,电流密度与生产率 金属阳极的蚀除速度 I 电流密度,Industry,前 言,3加工间隙对生产率的影响 电导率（1/） UR电解液的欧姆电压（V） 加工间隙（）,Industry,前 言,五、精度成型规律,端面平衡间隙 法向间隙 侧面间隙 平衡间隙理论应用,Industry,前 言,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b：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=b b：0.120.8mm，合适：0.250.3mm,Indust

6、ry,前 言,法向间隙,法向平衡间隙n比端面平衡间隙b大,是1/cos倍。 Cos法设计电极,Industry,前 言,侧面间隙,Industry,前 言,侧面间隙,侧面不绝缘：,轴向截面抛物线,侧面绝缘：,Industry,前 言,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

7、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）,Industry,前 言,六、电解加工的基本设备,1、直流电源 2、机床 要求： 机床刚性 2040KN 进给速度稳定 防腐绝缘 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,深孔、扩孔加工 型孔加工 型腔加工 套料加工 叶片加工 电解倒棱去毛刺 电解刻字 电解抛光,Industry,前