电解加工1

电解加工刘杰09机制（2）班070809218一.电解加工的原理二.电解加工的特点三.电解加工的应用电解加工（electrochemicalmachining，ECM）是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件加工成形的一种方法。一、电解加工的原理1-直流电源2-工具阴极3-工件阳极4-电解液泵5-电解液加工时，工件接电源正极（阳极），按一定形状要求制成的工具接负极（阴极），工具电极向工件缓慢进给，并使两极之间保持较小的间隙（通常为0.02～0.7mm），利用电解液泵在间隙中间通以高速（5～50m/s）流动的电解液。在工件与工具之间施加一定电压，阳极工件的金属被逐渐电解蚀除，电解产物被电解液带走，直至工件表面形成与工具表面基本相似的形状为止。图中的细竖线表示通过阳极（工件）和阴极（工具）间的电流。竖线的疏密程度表示电流密度的大小。加工开始时，工件阳极与工具阴极的形状不同，工件表面上的各点至工具表面的距离不等，因而各点的电流密度不等。阳极与阴极距离较近的地方通过的电流密度较大，电解液的流速也较高，阳极溶解的速度也就较快，而距离较远的地方，电流密度就小，阳极溶解就慢。由于工具相对工件不断进给，工件表面上各点就以不同的溶解速度进行溶解，电解产物不断被电解液冲走，直至工件表面形成与工具表面基本相似的形状为止。电解液可分为中性盐溶液、酸性溶液、碱性溶液三大类。中性盐溶液的腐蚀性小，使用时较安全，故应用最普遍。最常用的有NaCl、NaNO3和NaClO3三种电解液，钢在NaCl水溶液中电解加工的电极反应①阳极反应Fe—2eFe+2Fe—3eFe+34OH-—4eO2↑+2H2O2CL-—2eCL2↑Fe+2+2OH-Fe（OH）2↓（墨绿色的絮状物）沉淀为4Fe（OH）2+2H2O+O24Fe（OH）3↓（黄褐色沉淀）②阴极反应按可能性为2H++2eH2↑Na++eNa↓按照电极反应的基本原理，电极电位最正的粒子将首先在阴极反应。因此，在阴极上只会析出氢气，而不可能沉淀出钠。电解加工过程中，由于水的分解消耗，电解液的浓度逐渐变大，而电解液中的Cl-和Na+仅起导电作用，本身并不消耗，因此对于NaCl电解液，只要过滤干净，适当添加水分，就可长期使用。工具也可长期使用。（１）加工范围广不受材料本身强度、硬度和韧性的限制，可加工高强度、高硬度和高韧性等难切削的金属材料，如淬火钢、钛合金、硬质合金、不锈钢、耐热合金，可加工叶片、花键孔、炮管膛线、锻模等各种复杂的三维型面，以及薄壁、异形零件等。二、电解加工的特点（２）能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔，进给速度可快达0.3～15mm/min。（３）表面质量好加工中无切削力和切削热的作用，所以不产生由此引起的变形和残余应力、加工硬化、毛刺、飞边、刀痕等，可以达到较低的表面粗糙度（Ra1.25～0.2μm）和±0.1mm左右的平均加工精度。电解微细加工钢材的精度可达±10～70μm。适合于加工易变形或薄壁零件。（４）加工过程中工具电极理论上无损耗，可长期使用。因为工具阴极材料本身不参与电极反应，其表面仅产生析氢反应，同时工具材料又是抗腐蚀性良好的不锈钢或黄铜等，所以除产生火花短路等特殊情况外，工具阴极基本上没有损耗。（５）加工生产率高约为电火花加工的5～10倍以上，在某些情况下比切削加工的生产率还高。且加工生产率不直接受加工质量的限制，故一般适宜于大批量零件的加工。电解加工缺点：①电解加工影响因素多，技术难度高，不易实现稳定加工和保证较高的加工精度。②工具电极的设计、制造和修正较麻烦，因而很难适用于单件生产。③电解加工设备投资较高，占地面积较大。④电解液对设备、工装有腐蚀作用，电解产物的处理和回收困难。１．型腔加工对模具消耗较大、精度要求不太高的矿山机械、农机、拖拉机等所需的锻模已逐渐采用电解加工。三、电解加工的应用2．型面加工涡轮发动机、增压器、汽轮机等的叶片，叶身型面形状比较复杂、要求精度高，加工批量大，采用机械加工难度大，生产率低，加工周期长，而采用电解加工则不受叶片材料硬度和韧性的限制，在一次行程中就可加工出复杂的叶身型面，生产率高，表面粗糙度小，电解加工整体叶轮在我国已得到普遍应用。3．电解倒棱去毛刺机械加工中去毛刺的工作量很大，尤其是去除硬而韧的金属毛刺，需要很多的人力，电解倒棱去毛刺可以大大提高工效。4.深孔扩孔加工深径比大于5的深孔，用传统切削加工方法加工，刀具磨损严重，表面质量差，加工效率低。目前采用电解加工方法加工φ4×2000mm、φ100×8000mm的深孔，加工精度高，表面粗糙度低，生产率高。电解加工深孔，按工具阴极的运动方式可分为固定式和移动式两种。5.深小孔加工加工深小孔有两种方法，即普通电解加工和电液束加工。6.型孔加工对一些形状复杂、尺寸较小的四方、六方、椭圆、半圆等形状的通孔和不通孔，机械加工很困难，可采用电解加工。7.套料加工用套料加工方法可以加工等截面的大面积异形孔或用于等截面薄形零件的下料。