电化学加工-刘铭木.doc

专业:
学生姓名:
指导老师:
院系:
电化学加工论文

摘要:本文利用电化学进行加工的各种方法的研究。电化学加工是通过化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料等的特种加工。近几十年来,借助高新科学技术,在精密电铸、复合电解加工、电化学微细加工等发展较快。目前电化学加工已成为一种不可缺少的微细加工方法。
关键词:电化学加工、加工设备、微细加工、去毛刺

中国在20世纪50年代就开始应用电解加工方法对炮膛进行加工,现已广泛应用于航空发动机的叶片,筒形零件、花键孔、内齿轮、模具、阀片等异形零件的加工。近年来出现的重复加工精度较高的一些电解液以及混气电解加工工艺,大大提高了电解加工的成型精度,简化了工具阴极的设计,促进了电解加工工艺的进一步发展。利用电化学反应对金属材料进行加工的方法。与机械加工相比,电化学加工不受材料硬度、韧性的限制,已广泛用于工业生产中。常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。电化学加工的基本原理是用两片金属作为电电极,通电并浸入电解溶液中,形成通路。导线和溶液中均有电流通过。但是金属导线和电解溶液是两类性质不同的导体,前者是靠自由电子在外电场大的作用下沿一定方向移动导电的:后者是靠溶液中正、负离子移动而导电的,是离子导体。当上述两类导体形成通路时,在金属片和溶液的界面上产生交换电子的反应,机电化学反应。

电化学反映具有很高的反应速度,反应速率远远高于其他的制造工艺,其电流密度达到10~500安/厘米;两电极的距离很小,~1毫米,且阴极对阳极被加工工件作相对运动;电解液在电极间隙高速通过,具有高液压、高流速,带走反应中产生的大量金属溶解产物和气体以及热量。其流体动力学状态至为复杂。电解加工工艺与一般的机制工艺相比较,具有以下特点: 能同时进行三维的加工,一次加工出形状复杂的型面、型腔、异形孔;由于加工中工件与***(阴极)不接触,不会产生切削力和切削热,不生成毛刺;与材料的机械性能(如硬度、韧性、强度)无关,因此可加工一般机制工艺难以加工的高硬度、高韧性、高强度材料,如硬质合金、淬火钢、耐热合金、钛合金,但与材料的电化学性质、化学性质、金相组织密切有关。

简史:1958年美国阿诺卡特公司首先研制出世界第一台电解加工机床,用于叶片加工。此后,日本和西方各国相继研究和生产了多种电解加工机床,使这一工艺得到日益广泛的应用。中国电解加工工艺始于60年代初,首先用于航空工业中加工叶片,兵器工业加工大炮膛线,后来推广到其他民用工业,如汽车、拖拉机制造业加工锻模,汽轮机制造业加工整体叶轮,还用于花键、异形孔的加工。工件和阴极分别接在直流电源的正负极。电解液由液泵经管路高速通过工件和阴极之间狭小的间隙。通电后工件发生电化学阳极溶解,当阳极均匀进给时,工件就可按照阴极的形状不断溶解,形成和阴极相反的型面和型腔。由此可见,电解加工的工艺设备包括三部分:电解加工机床、直流电源、电解液系统。对于电解加工机床的基本要求是进给速度均匀稳定、足够的刚性和必要的抗蚀性、排气措施。对于直流电源的要求是:高的稳压精度和迅速、可靠的短路保护装置。这是因为电解加工时电流很大,电极间隙小,为了保证加工精度和避免烧损短路,应该重视上述两项指标