《特种加工技术》教案.doc

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1、《特种加工技术》教案2016学年第2学期课程类型：理实一体化授课班级：15级数控技术授课教师：蔡文华2016年9月21日一体化教案课题名称电化学加工理论课时2课题目标1．理解电化学加工的原理；2．掌握电解加工的原理；3．理解电解加工的基本规律；4.了解电解加工设备的组成及各部分功用。实训课时2合计课时4授课日期2016.10.15教具多媒体、实物、挂图等教学重点．掌握电化学加工的应用教学难点电解加工的过程及特点。教学回顾说明教学过程一、组织教学。（5分钟）1、点名并登记好出勤情况。2、讲解注意事项、检查学生自身安全隐患并排除。3、让学生合编成几个小组、以小组

2、组长为每组负责人。二、导入新课。（5分钟）广义地，电化学加工是指利用电化学作用机理进行材料加工的方法（包括阳极去除和阴极沉积等）的总称。在该领域中，最常用的加工类型是基于阳极溶解去除作用加工金属材料的电解加工（英、美、德、俄常以ECM表示电解加工）和基于阴极沉积的电化学沉积（电铸、电镀和涂覆等）。三、理论新授。（一）电化学加工（35分钟）（重点讲解）1、电化学加工的基本原理一）电化学加工过程在阴、阳极电极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。利用电化学作用为基础对金属进行加工的方法叫电化学加工。电解液中的电化学反应二）电解质溶液凡溶于水后能导电的物质叫做

3、电解质。电解质与水形成的溶液简称为电解液。电解液的重要参数：浓度；电离；pH值。三）电极电位与双电层德国科学家W.Nernst认为：当把金属插入其盐溶液中时，金属表面上的正离子受到极性水分子的作用，有变成溶剂化离子进入溶液而将电子留在金属表面的倾向。金属越活泼、溶液中正离子浓度越小，上述倾向就越大。与此同时，溶液中的金属离子也有从溶液中沉积到金属表面的倾向，溶液中的金属离子活泼金属的双电层当溶解与沉积过程的速率相等时，即达到动态平衡。当金属溶解倾向大于金属离子沉积倾向时，则金属表面带负电层，靠近金属表面附近处的溶液带正电层，这样便构成“双电层”（活泼金属）。

4、相反，若沉积倾向大于溶解倾向，则在金属表面上形成正电荷层，金属附近的溶液带一层负电荷(不活泼金属)。由于双电层的存在，在正、负电层之间，也就是金属和电解液之间形成电位差。产生在金属和它的盐溶液之间的电位差称为金属的电极电位，因为它是金属在本身盐溶液中的溶解和沉积平衡时的电位差，所以又称为平衡电极电位。四）电极的极化极化当有电流通过时，电极的平衡状态被破坏，使阳极的电极电位向正移（代数值增大），阴极的电极电位向负移（代数值减小），这种现象称为极化。超电位极化后的电极电位与平衡电位的差值称为超电位（或称为过电位）。-E+E电位Ei0阴极端阳极端2、电化学加工的分

5、类（结合实物讲解）按作用原理分为三大类：电化学阳极溶解类；电化学阴极沉积类；电化学复合加工类。（二）电解加工（20分钟）1、电解加工的过程及特点（难点，通过观看视频方法讲解）电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解将工件加工成形。电解加工示意图电解加工常用参数范围：直流电源：U=5~20V；加工间隙：Δ=0.1~0.8mm；电解液压力：P=0.5~2MPa。1)基本原理利用金属在电解液中的“电化学阳极溶解”来将工件成形。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，

6、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。随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，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)主要特点(1)加工范围广泛，不受工件材料力学性能的限制；(2)生产率较高，约为电火花成形加工的5～10倍；(3)表面质量好，Ra1.25~0.2；(4)加工表面无残余应力、无毛刺；(5)阴极理论上不会损耗。3)局限性(1)难以获得高加工精度及高加工稳定性；(2

7、)阴极设计和修正比较困难；(3)设备投资较多；(4)电解产物可能产生污染，有待处理。2、电解加工机床电解加工机床的任务是安装夹具、工件和阴极工具，并实现其相对运动，传送电和电解液。它与一般金属切削机床相比，有其特殊要求：（1）有足够的刚性电解加工过程中虽没有机械切削力，但电解液对机床主轴和工作台的作用力是很大的，因此要求机床要有足够的刚性，否则会引起机床部件的变形过大，改变工具和工件之间的相互位置，造成短路烧伤。（2）稳定的进给速度如果进给速度不稳定，阴极相对工件的各个截面的电解时间就不同，影响加工精度，尤其对内孔、膛线、花键等截面零件的影响更大。（3）防腐

8、绝缘与好的安全措施电解加工机床经常与具有腐蚀性的工作