第二节电解加工.ppt

第1页，共40页，星期日，2025年，2月5日电解加工（electrochemicalmachining，ECM）是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件加工成形的一种方法。一、电解加工的原理第2页，共40页，星期日，2025年，2月5日1-直流电源2-工具阴极3-工件阳极

4-电解液泵5-电解液加工时，工件接电源正极（阳极），按一定形状要求制成的工具接负极（阴极），工具电极向工件缓慢进给，并使两极之间保持较小的间隙（通常为0.02～0.7mm），利用电解液泵在间隙中间通以高速（5～50m/s）流动的电解液。在工件与工具之间施加一定电压，阳极工件的金属被逐渐电解蚀除，电解产物被电解液带走，直至工件表面形成与工具表面基本相似的形状为止。第3页，共40页，星期日，2025年，2月5日图中的细竖线表示通过阳极（工件）和阴极（工具）间的电流。竖线的疏密程度表示电流密度的大小加工开始时，工件阳极与工具阴极的形状不同，工件表面上的各点至工具表面的距离不等，因而各点的电流密度不等。阳极与阴极距离较近的地方通过的电流密度较大，电解液的流速也较高，阳极溶解的速度也就较快，而距离较远的地方，电流密度就小，阳极溶解就慢。由于工具相对工件不断进给，工件表面上各点就以不同的溶解速度进行溶解，电解产物不断被电解液冲走，直至工件表面形成与工具表面基本相似的形状为止。第4页，共40页，星期日，2025年，2月5日电解液可分为中性盐溶液、酸性溶液、碱性溶液三大类。中性盐溶液的腐蚀性小，使用时较安全，故应用最普遍。最常用的有NaCl、NaNO3和NaClO3三种电解液，第5页，共40页，星期日，2025年，2月5日钢在NaCl水溶液中电解加工的电极反应①阳极反应Fe—2eFe+2Fe—3eFe+34OH-—4eO2↑+2H2O2CL-—2eCL2↑Fe+2+2OH-Fe（OH）2↓（墨绿色的絮状物）沉淀为4Fe（OH）2+2H2O+O24Fe（OH）3↓（黄褐色沉淀）第6页，共40页，星期日，2025年，2月5日②阴极反应按可能性为2H++2eH2↑Na++eNa↓按照电极反应的基本原理，电极电位最正的粒子将首先在阴极反应。因此，在阴极上只会析出氢气，而不可能沉淀出钠。第7页，共40页，星期日，2025年，2月5日电解加工过程中，由于水的分解消耗，电解液的浓度逐渐变大，而电解液中的Cl-和Na+仅起导电作用，本身并不消耗，因此对于NaCl电解液，只要过滤干净，适当添加水分，就可长期使用。工具也可长期使用。第8页，共40页，星期日，2025年，2月5日（１）加工范围广不受材料本身强度、硬度和韧性的限制，可加工高强度、高硬度和高韧性等难切削的金属材料，如淬火钢、钛合金、硬质合金、不锈钢、耐热合金，可加工叶片、花键孔、炮管膛线、锻模等各种复杂的三维型面，以及薄壁、异形零件等。二、电解加工的特点第9页，共40页，星期日，2025年，2月5日（２）能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔，进给速度可快达0.3～15mm/min。第10页，共40页，星期日，2025年，2月5日（３）表面质量好加工中无切削力和切削热的作用，所以不产生由此引起的变形和残余应力、加工硬化、毛刺、飞边、刀痕等，可以达到较低的表面粗糙度（Ra1.25～0.2μm）和±0.1mm左右的平均加工精度。电解微细加工钢材的精度可达±10～70μm。适合于加工易变形或薄壁零件。第11页，共40页，星期日，2025年，2月5日（４）加工过程中工具电极理论上无损耗，可长期使用。因为工具阴极材料本身不参与电极反应，其表面仅产生析氢反应，同时工具材料又是抗腐蚀性良好的不锈钢或黄铜等，所以除产生火花短路等特殊情况外，工具阴极基本上没有损耗。第12页，共40页，星期日，2025年，2月5日（５）加工生产率高约为电火花加工的5～10倍以上，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质量的限制，故一般适宜于大批量零件的加工。第13页，共40页，星期日，2025年，2月5日电解加工缺点：①电解加工影响因素多，技术难度高，不易实现稳定加工和保证较高的加工精度。②工具电极的设计、制造和修正较麻烦，因而很难适用于单件生产。③电解加工设备投资较高，占