现代加工技术-04电化学加工

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1、电化学加工1贾宝贤5687026ElectricalChemicalMachiningECM课程内容大纲2♥1绪论♥2电火花加工♥3电火花线切割加工♥4电化学加工♥5超声波加工♥6磨料与水喷射加工♥7激光加工♥8快速原型制造♥9电子束、离子束加工♥10化学、等离子体、磁性磨料加工、挤压珩磨本讲内容33.1电化学加工原理、特点及分类3.2电化学加工设备3.3电化学加工的基本规律3.4提高电化学加工精度的途径3.5电化学加工的应用3.6电铸和涂镀加工3.7电化学磨削3.8电化学抛光3.9电化学辅助在线削锐磨削3.10微精电化学加工第3章电化学加工4电化学加工的最初试验是出前办联

2、人进行的。但由于当时技术水平限制，难以发展。战后，为对喷气发动机及人造卫星等所使用的，具有高硬度和高韧性的耐热钢等难加工材料进行加工，美国对电化学加工进行重新估价，研制出了最早的电化学加工机。电化学加工现己用于打孔、切槽、雕模、去毛刺等方面。是应用范围很广的加工方法。3.1电化学加工原理、特点及分类5一、电化学加工原理利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种工艺方法。电解加工原理如图1-21所示。加工时，工件接直流稳压电源正极，工具接负极，两极间保持0.1~1mm的间隙，具有一定压力（0.5~2.5Mpa）的电解液从两极间隙中高速（5~60m/s）

3、流过。一、电化学加工原理6电化学中常用的电解液有NaCl、NaNO3和NaClO3三种溶液。下面仅介绍用10%~20%的氯化钠水溶液作电解液加工低碳钢时的主要化学反应：水溶液H2OH++OH-工件阳极反应Fe–2eFe+²Fe+²+2OH-Fe(OH)2一、电化学加工原理7工具阴极反应2H++2eH2从以Fe+²上反应可以看出，在电解加工过程中，由于外电源的作用，阳极铁不断失去电子，以Fe+²的形式与水溶液中的负离子化合生成Fe(OH)2而沉淀；阴极不断得到电子，与水溶液中的H+结合而游离出氢气。在电解过程中，工件阳极和水不断消耗，而工具阴极和氯化钠并不消耗。۞电化学加工1

4、分44.mp4一、电化学加工原理8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。随着工具阴极不断缓慢地向工件进给，工件则不断地按工具端部的型面溶解，电解产物则不断被高速流动的电解液带走，最终工具电极的形状就“复制”在工件上。9۞电解加工7分05.mp4两种方法10二、电化学加工特点11电化学加工的主要优点之一是它可以加工复杂的三维曲面，而不像一般的金属切削那样留下刀痕。采用不锈钢制造的阴极工具，可以把许多初步成

5、形的零件加工到具有极高的外形尺寸。其特点是：二、电化学加工特点-优点12(1)无应力加工；工件不变形(2)无毛刺加工；表面质量好(3)工具和工件不接触，工具无磨损。生产效率高，是电火花加工的5~10倍。加工范围广，不受材料硬度的限制。工艺特点—131凡是导电材料，不论硬度、强度、韧性多高，均可加工；2复杂形状零件一次成型,生产率高；3表面质量好，不变形，无飞边毛刺，无残余应力；4工具阴极原理上不消耗;5生产率、表面质量之间无相互制约的关系二、电化学加工特点-应用场合14目前电化学加工主要用于：(1)复杂三维曲面的端面和外圆加工；(2)刻模，特别是深窄的槽和孔；(3)靠模加工

6、和特殊形状仿形；(4)多孔加工；(5)拉孔；(6)去毛刺；(7)磨削；(8)珩磨；(9)切断。二、电化学加工特点-缺点15电化学加工的主要缺点是不能加工非导电材料以及有尖锐的内角(r＜0.2mm)，因为在尖点上的电流密度很大。在实心材料上不能一步加工出盲孔(工作液流动)。电化学加工设备的腐蚀和生锈问题。三、电化学加工分类16电化学加工按其作用原理可分为三大类：第Ⅰ类是利用电化学反应过程中的阳极溶解来进行加工，主要有电解加工和电化学抛光等。第Ⅱ类是利用电化学反应过程中的阴极沉积来进行加工，主要有电镀、电铸等。第Ⅲ类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工工艺进行加

7、工，目前主要有电解磨削、电化学阳极机械加工(其中还含有电火花放电作用)。三、电化学加工分类173.2电化学加工设备18一、电化学加工设备的组成电化学加工的设备主要包括三大部分。1.机床2.电源3.工具、工件及电化学加工液循环系统一、电化学加工设备的组成19机床——电解加工机床的作用是安装夹具、工件和阴极，并实现其相对运动。要求机床有足够的刚性，以保证进给系统的稳定性，有较宽的调速范围，以适应多品种加工；配置汇流排和导液系统，以实现供电和供液；好的防腐安全措施，足够的抗干扰能力。电源——与机床配套，提供合适的额定电压