《秋电化学加工》PPT课件

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1、第四章电化学加工1电化学加工原理及分类2电解加工3电解磨削4电铸涂镀及复合镀加工第四章电化学加工概论：电化学加工——ECM(ElectrochemicalMachining)第一节电化学加工概述1、电化学反应现象电化学反应：在阳极和阴极发生的得失电子的化学反应。电化学加工原理：利用电极在电解液中的电化学作用去除材料或镀覆材料。第一节电化学加工的原理及分类1.1电化学反应概念（原理图）在金属电极和溶液的界面上，必定有交换电子的反应（在阴、阳两电极表面发生电子的得失的化学反应)。图1-1电解液中的电化学反应还原还原21.2电化学反应的原理图1-1所

2、示为电化学加工的原理。两片金属铜(Cu)板浸在导电溶液，例如氯化铜(CuCl2)的水溶液中，此时水(H2O)离解为氢氧根负离子OH－和氢正离子H+，CuCl2离解为两个氯负离子2Cl－和二价铜正离子Cu+2。当两个铜片接上直流电形成导电通路时，导线和溶液中均有电流流过，在金属片(电极)和溶液的界面上就会有交换电子的反应，即电化学反应。溶液中的离子将作定向移动，Cu+2正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应，沉积出铜。在阳极表面Cu原子失掉电子而成为Cu+2正离子进入溶液。溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。在阳、阴电极表面发生得失电

3、子的化学反应称为电化学反应。这种利用电化学反应原理对金属进行加工(图1-1中阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀沉积，常用以提炼纯铜)的方法即电化学加工。1.3电化学加工的分类（三大类）1.利用阳极金属的溶解作用去除材料。主要有电解加工、电解抛光、电解倒棱、电解去毛刺等，用于内外表面形状、尺寸以及去毛刺等加工，例如型腔和异型孔加工、模具以及三维锻模制造、涡轮发动机叶片、齿轮等零件的去毛刺等等。2.利用阴极金属的沉积作用进行镀覆加工。主要有电铸、电镀、电刷镀，用于表面加工、装饰、尺寸修复、磨具制造、精密图案及印刷板复制等加工。例如复制印刷板、修复有缺陷

4、或已磨损的零件、镀装饰层和保护层等等。3.电化学加工与其它加工方法结合完成的电化学复合加工。主要有电解磨削、电解-电火花复合加工、电化学阳极机械加工等，用于形状、尺寸加工、表面光整加工、镜面加工、高速切割等加工。例如挤压拉丝模加工、硬质合金刀具磨削、硬质合金轧辊磨削、下料等等。1.3电化学加工的分类（三大类）电化学加工的分类表1.4电化学加工的主要特点1.适应范围广。凡是能够导电的材料都可以加工，并且不受材料机械性能的限制。2.加工质量高。因为在加工过程中没有机械切削力的存在，工件表面一般无残余应力、无变质层，也没有毛刺及棱角。3.加工过程不分

5、阶段。可以同时进行大面积加工，生产效率高。4.电化学加工对环境有一定程度的污染。1.5.电化学加工的适用范围电化学加工的适用范围，因电解和电镀两大类工艺的不同而不同。电解加工可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、拖拉机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片，汽轮机定子、转子的扭曲叶片，齿轮、液压件内孔的电解去毛刺及扩孔、抛光等。电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。第四章电化学加工1电化学加工原理及分类2电解加工3电解磨削4电铸涂镀及复合镀加工第二节电解加工2.1电解加工的原理电解加工是利用金属在电解液中的“电化学阳极溶解”来将工件成型的

6、。如图2-1所示，在工件(阳极)与工具(阴极)之间接上直流电源，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。开始时，两极之间的间隙大小不等，间隙小处电流密度大，阳极金属去除速度快；而间隙大处电流密度小，去除速度慢。还原加工过程中，工具阴极的凸出部分与工件阳极的电极间隙最小，此处的电流密度最大，单位时间内消耗的电量最多。根据法拉第定律，金属阳极的溶解量与通过的电量成正比。因此，工件上与工具阴极凸起部位的对应处比其它部位溶解更快。随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向

7、工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去直至将工具的形状复制到工件上。2.2电解加工的特点电解加工与其他加工方法相比较，它具有下列优点:(1)能加工各种硬度和强度的材料。只要是金属，不管其硬度和强度多大，都可加工。(2)生产率高，约为电火花加工的5～10倍，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精度和表面粗糙度的限制。(3)表面质量好由于电解加工不存在机械的切削，所以工件不产生残余应力和变质层，又没有飞边、刀痕和毛刺，使加工的表面质量提高。2.2电解加工的特点(4

8、)阴极工具在理论上不损耗，基本上可长期使用。（5）可达到较好的表面粗糙度在正常情况下，表面粗糙度Ra可达0.2～1.25μm，平均加工精度±1mm左右