2.3电解加工和电解磨削及超声波加工.ppt

2.3电解加工和电解磨削;主要内容;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 ;金属的钝化和活化; 金属的活化：使金属钝化膜破坏的过程称为活化。 引起活化的因素很多，例如：把溶液加热，通入还原性气体或加入某些活性离子等等，也可以采用机械办法破坏钝化膜，电解磨削就是利用了这一原理。;例： NaCl电解液;*;*;;4、影响电解加工生产率的因素; 蚀除速度：蚀除速度与电流密度成正比，电流速度越高，生产率也越高。平均电流速度为10~100A/cm2。当电解液流速较高时，可以选用较高的电流密度。;（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。 ; 2、主要缺点和局限性 1）不能加工非导电材料，较难加工窄缝、小孔及尖角。 2）复杂加工表面的电极工具的设计和修正比较麻烦，不利于单件小批量生产。 3）电解加工的附局设备较多，占地面积较大，机床要有足够的刚性和防腐性能，造价高。 4）电解产物需进行妥善处理，否则将污染环境。 ;3、电解加工的选用原则 适用于难加工材料的加工； 适用于相对复杂形状零件的加工； 适用于批量大的零件加工。 一般认为，三原则均满足时，相对而言选择电解加工比较合理。 ;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。 ;5、电解加工的应用; 4.3 电解磨削 1、加工原理及特点 （1） 加工原理;; 电流从工件3通过电解液5而流向磨轮，形成通路，于是工件(阳极)表面的金属在电流和电解液的作用下发生电解作用(电化学腐蚀)，被氧化成为一层极薄的氧化物或氢氧化物薄膜4，一般称它为阳极薄膜。但刚形成的阳极薄膜迅速被导电砂轮中的磨料刮除，在阳极工件上又露出新的金属表面并被继续电解。这样，由电解作用和刮除薄膜的磨削作用交替进行，使工件连续地被加工，直至达到一定的尺寸精度和表面粗糙度。 ;（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