电解加工和电解磨削及超声波加工.pptVIP

2.3 电解加工和电解磨削 2.3.1 电解加工的基本原理与规律 在工件（阳极）与工具（阴极）之间接上直流电源，使工具与工件间保持较小的加工间隙，间隙中通过高速流动的电解液。 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，工件表面逐渐被加工成接近于工具电极的形状，直至将工具的形状复制到工件上。 电解质：溶于水后能导电的物质 电解质溶液：电解质+水，简称电解液 电解质电离：如，离子型晶体NaCl NaCl → Na+ + Cl- 强电解质：在水中100%电离 强酸、强碱、大多数盐类 弱电解质：仅有一部分电离 氨(NH3) 、醋酸(CH3COOH) 中性：NaCl，NaNO3，NaClNO3 酸性：HCl，HNO3，H2SO4 碱性： NaOH，KOH 3 电解液及其特性 1）电解液的作用 作为导电介质，传递电流 产生电化学反应 排屑、散热 2）对电解液的要求 有高的导电率 低粘度和高的导热性来保证加工精度和表面质量 好的化学性能并能阻止工件表面上形成钝化膜 无腐蚀性或腐蚀性小，无毒 最终产物为不溶性物质，便于排屑 较好的经济性 金属的钝化和活化 例： NaCl电解液 4、影响电解加工生产率的因素 （2）加工间隙对生产率的影响 平衡间隙： 1、优点 电解加工与其他加工方法相比较，它具有下列特点: 1）加工范围广，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，电解加工无切削力和切削热，不产生残余应力和热变形，又没有飞边、刀痕和毛刺。在正常情况下，表面粗糙度Ra可达0.2～1.25 μm。 4）阴极工具在理论上不损耗，基本上可长期使用。 5）不需要复杂的成型运动就可以加工复杂的空间曲面，且不会像传统机械加工那样，留下条纹痕迹。 4、电解加工的三个条件 （1）工具与工件之间接上直流电源； （2）工具与工件之间保持较小的间隙； （3）工具与工件之间注入高速流动的电解液。 4.3 电解磨削 1、加工原理及特点 （1） 加工原理 （2）电解磨削与普通电解的比较 ①加工范围广，加工效率高。 ②加工精度和表面质量高。 ③砂轮的磨损量小。 ④但电解磨削的机床、夹具等需采取防蚀防锈措施，还需增加吸气、排气装置；而且需要直流电源、电解液过滤、循环装置等附属设备；此外，加工刀具刃口不易磨得非常锋利。 （4）电解磨削特点 电解磨削广泛应用于平面磨削、成型磨削和内外圆磨削。下图（a）、（b）分别为立式平面磨削、卧式平面磨削的示意图。图（c）为电解成型磨削示意图，其磨削原理是将导电磨轮的外圆圆周按需要的形状进行预先成型，然后进行电解磨削。 附加内容：电铸加工 电铸原理如图4-49所示，在直流电源的作用下，金属盐溶液中的金属离子在阴极获得电子而沉积在阴极原模的表面。阳极的金属原子失去电子而成为正离子，源源不断地补充到电铸液中，使溶液中的金属离子浓度保持基本不变。当母模上的电铸层达到所需的厚度时取出，将电铸层与型芯分离，即可获得型面与型芯凹、凸相反的电铸模具型腔零件的成型表面。 能准确、精密地复制复杂型面和细微纹路，表面粗糙度Ra可达0.1 μm，一般不需抛光即可使用。 原模材料不限于金属，可以是石膏、石蜡和环氧树脂等，有时还可用制品零件直接作为母模。 表面硬度可达35～50HRC，所以电铸型腔使用寿命长。 电铸可获得高纯度的金属制品，如电铸铜，它纯度高，具有良好的导电性能，十分有利于电加工。 电铸时，金属沉积速度缓慢，制造周期长。如电铸镍，一般需要一周左右。 电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄，仅为4～8 mm左右。电铸层一般都具有较大的应力，所以大型电铸件变形显著，且不易承受大的冲击载荷。这样，就使电铸成型的应用受到一定的限制。 （1） 电铸槽 电铸槽材料的选取以不与电解液作用引起腐蚀为原则。一般用钢板焊接，内衬铅板或聚氯乙烯薄板等。 （2） 直流电源 电铸采用低电压大电流的直流电源。常用硅整流，电压为6～12 V左右，并可调。 （3）搅拌和循环过滤系统 为了降低电铸液的浓差极化，加大电流密度，减少加工时间，提高生产速度，最好在阴极运动的同时加速溶液的搅拌。搅拌的方法有循环过滤法、超声波或机械搅拌等。循环过滤法不仅可以使溶液搅拌，而且在溶液不断反复流动