电解加工(课件)
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2011-3-3
提高电解加工精度地途径
1.脉冲电流电解加工 1）消除加工间隙内电解液电导率地不均匀化。 2）脉冲电流电解加工使阴极在电化学反应中析出 的氢气是断续的，呈脉冲状。它可以对电解液起搅拌作 用，有利于电解产物的去除，提高电解加工精度。 2.小间隙加工——蚀除速度与加工间隙成反比关系。加 工间隙小，突出部分的去除速度将大大高于低凹处，提 高了整平效果。加工间隙越小，越能提高加工精度。
2011-3-3
PLZ-05 155毫米52倍口径履带自行加榴炮
2011-3-3
1.机械拉削加工 2.整体长阴极固定式加工 3.片状阴极移动式加工 4.圆锥阴极移动式加工
2011-3-3
圆锥移动式阴极
2011-3-3
请多指正 谢谢大家
2011-3-3
2011-3-3
2011-3-3
炮管混合膛线电解加工
随着兵器技术的发展，对炮管膛线的要求越来越 高，采用混合膛线是提高火炮战斗技术性能、延长使用 寿命的有效措施。因此，国内外对技术性能要求较高的 多种火炮采用了该技术，这种由不等齐缠度与等齐缠度 组成的混合膛线，使炮管膛线的加工工艺变得更为复杂。
电化学加工的分类 按照作用原理分类： 1.阳极溶解——电解加工、电解抛光； 2.阴极沉积——电镀、局部涂镀、复合电镀、 电铸； 3.电化学复合加工工艺——电解磨削、电解电 火花复合加工、电化学阳极机械加工
2011-3-3
2.电解加工过程及其特点 电解加工过程及其特点
电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳 极溶解，将工件加工成形地。最早应用是电解 抛光。加工时，工件接直流电源（10～20V）的 正极，工具接电源的负极。工具向工件缓慢进 给，使两极之间保持较小的间隙（0.1～1mm）， 具有一定压力（0.5～2MPa）的氯化钠电解液 从间隙中流过，这时阳极工件的金属被逐渐电 解腐蚀，电解产物高速（5～50m/s）的电解液 带走。
2011-3-3
4.工具无损耗。电解加工工具阴极不与工件接 触，正常加工条件时工具阴极不损耗。 5.可成型范围宽。从简单的圆孔、型孔到复杂 的二维空间的型面、型腔都可以由这种方式加 工。 6.对难加工材料、复杂形状工件的批量加工， 电解加工是一种低成本的工艺方法。
2011-3-3
由于电解加工具有这些特性，尤其是能解决机 械加工难切削材料、复杂形状零件的加工问题， 并且加工效率高、表面质量好，因此这项工艺 在军事工业特别是在航空航天推进器的制造上 得到了广泛的应用，成为国防工业生产中的关 键制造技术，获得了显著的成效。
2011-3-3
3.改进电解液——钝化型电解液、复合电解液、 低质量分数的电解液 4.混气电解加工——将一定压力的气体（主要 是压缩空气）用混气装置使它与电解液混合在 一起，使电解液成分包含无数气泡的气液混合 物，然后送入加工区进行电解加工
2011-3-3
3.电解加工的基本设备 电解加工的基本设备
2011-3-3
1.电化学加工原理及分类 电化学加工原理及分类
电化学加工时，工件接直流电源的正极、 电化学加工时，工件接直流电源的正极、 工具接负极，两极之间保持较小的间隙。 工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解 液从间隙中流过，两极之间形成导电通路， 液从间隙中流过，两极之间形成导电通路，导 线和溶液中均有电流流过。 线和溶液中均有电流流过。金属和溶液的界面 上必定有交换电子的反应，即电化学反应。 上必定有交换电子的反应，即电化学反应。利 用这种电化学反应为基础对金属进行加工的方 法即为电化学（电解)加工。阳极上为电解蚀 除，阴极上为电镀沉积。下图是电化学反应示 是电化学反应示 意图。 意图。
2011-3-3
电化学反应示意图
2011-3-3
电解质溶液 溶于水能导电的物质叫做电解质。 例如：NaCl——Na++Cl- 强电解质；氨水、 醋酸等为弱电解质 电极电位 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。“双电层” “平 衡电极电位” 电极的极化 金属的钝化和活化
2011-3-3
2011-3-3
电解加工缺陷和局限性主要有: 电解加工缺陷和局限性主要有:
1.加工精度和加工稳定性不高。由于受电化学、流场及 电场等因素的影响，工具与工件间的加工间隙分布不均 匀、不稳定，无法对其进行直接控制，而且直流电解加 工的散蚀能力较强，整平比不够高。 2.由于工具阴极与实验夹具的设计制造工作量大，使生 产准备周期延长，对于单件小批量生产的成本较高。同 时电解加工所需的附属设备较多、占地面积较大，且机 床需要足够的刚性和防腐蚀性，造价较高。因此零件批 量越小，单件的电解加工成本越高。 3.需要解决“废液、废气、废渣”处理问题，以防环境 污染。
2011-3-3
电解加工示意图
2011-3-3
电解加工的特点： 电解加工的特点：
1.加工范围广，可以加工硬质合金、淬火钢、不锈 钢、耐热合金等高硬度、及韧性金属材料，并可以加工 叶片、锻模等各种复杂型面。电解加工是一次成型，工 件材料的蚀除速度不受加工材料的硬度、强度、韧性的 影响。 2.电解加工的生产率较高，约为电火花加工的5～ 10倍。 3.加工表面质量好。工件的材料以离子状态去除， 无冷作硬化层、热再铸层以及由此引起的表面纤维裂纹， 表面光整、无加工纹路、无毛刺。由于无切削力和表层 内应力，因此工件的加工变形小。表面粗糙度较好 （Ra1.25～0.2µm）和±0.1mm左右的平均加工精度。
2011-3-3
选用电解加工的三原则：
难加工材料 复杂形状零件 批量大
2011-3-3
电解液 （1）具有足够的蚀除速度 （2）具有较高的加工精度和表面质量 （3）阳极反应的最终产物应是不溶性的 化合物 还有性能稳定、操作安全，对设备的腐蚀 性小以及价格便宜。 三种常用电解液：NaCl、NaNO3、NaClO3，中性 盐溶液腐蚀性小，使用时较安全，应用普遍。
2011-3-3
1.NaCl电解液——蚀除速度高，但杂散腐蚀也严重，故 复制精度较差。浓度为20％以内，一般为14％～18％。 电解液温度为25～35°C。 2.NaNO3电解液——钝化型电解液。NaNO3电解液在浓 度为30％以下时，有较好的非线形性能，成形精度高， 而且对机床腐蚀性小，价格也不高。主要缺点是电流效 率低，生产率也低，另外加工时阴极有氨气析出，所以 NaNO3会被消耗。 3.NaClO3电解液——散蚀能力小，加工精度高；具有 很高的溶解度；导电能力强，可达到与NaCl相近的生 产率；腐蚀作用小。缺点：价格较贵，强氧化剂，使用 时注意安全防火。
电解加工原理及应用
机电10级研2班
盖江宁
2011-3-3
ห้องสมุดไป่ตู้
电解加工（Electrochemical machining， 简称ECM）又称电化学加工，是利用金属工件 在电解液中发生电化学阳极溶解的原理来去除 材料，将零件加工成形的一种现代特种加工技 术。它产生于20世纪50年代，并迅速被用于机 械制造领域。通过科研和生产实践的发展，70 年代时得到更广泛的应用。20世纪90年代后期， 大量难加工材料与复杂结构零部件的加工需求、 以及电解加工本身具有的适合微细加工的优势， 使电解加工的应用领域得到大大扩展，工艺技 术水平及设备性能均达到了一个新的高度。
1.直流电源——为提高电解加工精度，生产中 采用脉冲电源加工。 2.机床 ——要求：足够的刚性；进给速度的稳 定性；防腐绝缘；安全措施。 3.电解液系统——主要由泵、电解液槽、过滤 装置、管道和阀组成。
2011-3-3
4.电解加工工艺及应用 电解加工工艺及应用
1.深孔扩孔加工 2.型孔加工 3.型腔加工 4.套料加工 5.叶片加工 6.电解倒棱去毛刺 7.电解刻字 8.电解抛光 9.电解复合加工 电解复合加工 10.微细电解加工 微细电解加工
提高电解加工精度地途径
1.脉冲电流电解加工 1）消除加工间隙内电解液电导率地不均匀化。 2）脉冲电流电解加工使阴极在电化学反应中析出 的氢气是断续的，呈脉冲状。它可以对电解液起搅拌作 用，有利于电解产物的去除，提高电解加工精度。 2.小间隙加工——蚀除速度与加工间隙成反比关系。加 工间隙小，突出部分的去除速度将大大高于低凹处，提 高了整平效果。加工间隙越小，越能提高加工精度。
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PLZ-05 155毫米52倍口径履带自行加榴炮
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1.机械拉削加工 2.整体长阴极固定式加工 3.片状阴极移动式加工 4.圆锥阴极移动式加工
2011-3-3
圆锥移动式阴极
2011-3-3
请多指正 谢谢大家
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炮管混合膛线电解加工
随着兵器技术的发展，对炮管膛线的要求越来越 高，采用混合膛线是提高火炮战斗技术性能、延长使用 寿命的有效措施。因此，国内外对技术性能要求较高的 多种火炮采用了该技术，这种由不等齐缠度与等齐缠度 组成的混合膛线，使炮管膛线的加工工艺变得更为复杂。
电化学加工的分类 按照作用原理分类： 1.阳极溶解——电解加工、电解抛光； 2.阴极沉积——电镀、局部涂镀、复合电镀、 电铸； 3.电化学复合加工工艺——电解磨削、电解电 火花复合加工、电化学阳极机械加工
2011-3-3
2.电解加工过程及其特点 电解加工过程及其特点
电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳 极溶解，将工件加工成形地。最早应用是电解 抛光。加工时，工件接直流电源（10～20V）的 正极，工具接电源的负极。工具向工件缓慢进 给，使两极之间保持较小的间隙（0.1～1mm）， 具有一定压力（0.5～2MPa）的氯化钠电解液 从间隙中流过，这时阳极工件的金属被逐渐电 解腐蚀，电解产物高速（5～50m/s）的电解液 带走。
2011-3-3
4.工具无损耗。电解加工工具阴极不与工件接 触，正常加工条件时工具阴极不损耗。 5.可成型范围宽。从简单的圆孔、型孔到复杂 的二维空间的型面、型腔都可以由这种方式加 工。 6.对难加工材料、复杂形状工件的批量加工， 电解加工是一种低成本的工艺方法。
2011-3-3
由于电解加工具有这些特性，尤其是能解决机 械加工难切削材料、复杂形状零件的加工问题， 并且加工效率高、表面质量好，因此这项工艺 在军事工业特别是在航空航天推进器的制造上 得到了广泛的应用，成为国防工业生产中的关 键制造技术，获得了显著的成效。
2011-3-3
3.改进电解液——钝化型电解液、复合电解液、 低质量分数的电解液 4.混气电解加工——将一定压力的气体（主要 是压缩空气）用混气装置使它与电解液混合在 一起，使电解液成分包含无数气泡的气液混合 物，然后送入加工区进行电解加工
2011-3-3
3.电解加工的基本设备 电解加工的基本设备
2011-3-3
1.电化学加工原理及分类 电化学加工原理及分类
电化学加工时，工件接直流电源的正极、 电化学加工时，工件接直流电源的正极、 工具接负极，两极之间保持较小的间隙。 工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解 液从间隙中流过，两极之间形成导电通路， 液从间隙中流过，两极之间形成导电通路，导 线和溶液中均有电流流过。 线和溶液中均有电流流过。金属和溶液的界面 上必定有交换电子的反应，即电化学反应。 上必定有交换电子的反应，即电化学反应。利 用这种电化学反应为基础对金属进行加工的方 法即为电化学（电解)加工。阳极上为电解蚀 除，阴极上为电镀沉积。下图是电化学反应示 是电化学反应示 意图。 意图。
2011-3-3
电化学反应示意图
2011-3-3
电解质溶液 溶于水能导电的物质叫做电解质。 例如：NaCl——Na++Cl- 强电解质；氨水、 醋酸等为弱电解质 电极电位 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。“双电层” “平 衡电极电位” 电极的极化 金属的钝化和活化
2011-3-3
2011-3-3
电解加工缺陷和局限性主要有: 电解加工缺陷和局限性主要有:
1.加工精度和加工稳定性不高。由于受电化学、流场及 电场等因素的影响，工具与工件间的加工间隙分布不均 匀、不稳定，无法对其进行直接控制，而且直流电解加 工的散蚀能力较强，整平比不够高。 2.由于工具阴极与实验夹具的设计制造工作量大，使生 产准备周期延长，对于单件小批量生产的成本较高。同 时电解加工所需的附属设备较多、占地面积较大，且机 床需要足够的刚性和防腐蚀性，造价较高。因此零件批 量越小，单件的电解加工成本越高。 3.需要解决“废液、废气、废渣”处理问题，以防环境 污染。
2011-3-3
电解加工示意图
2011-3-3
电解加工的特点： 电解加工的特点：
1.加工范围广，可以加工硬质合金、淬火钢、不锈 钢、耐热合金等高硬度、及韧性金属材料，并可以加工 叶片、锻模等各种复杂型面。电解加工是一次成型，工 件材料的蚀除速度不受加工材料的硬度、强度、韧性的 影响。 2.电解加工的生产率较高，约为电火花加工的5～ 10倍。 3.加工表面质量好。工件的材料以离子状态去除， 无冷作硬化层、热再铸层以及由此引起的表面纤维裂纹， 表面光整、无加工纹路、无毛刺。由于无切削力和表层 内应力，因此工件的加工变形小。表面粗糙度较好 （Ra1.25～0.2µm）和±0.1mm左右的平均加工精度。
2011-3-3
选用电解加工的三原则：
难加工材料 复杂形状零件 批量大
2011-3-3
电解液 （1）具有足够的蚀除速度 （2）具有较高的加工精度和表面质量 （3）阳极反应的最终产物应是不溶性的 化合物 还有性能稳定、操作安全，对设备的腐蚀 性小以及价格便宜。 三种常用电解液：NaCl、NaNO3、NaClO3，中性 盐溶液腐蚀性小，使用时较安全，应用普遍。
2011-3-3
1.NaCl电解液——蚀除速度高，但杂散腐蚀也严重，故 复制精度较差。浓度为20％以内，一般为14％～18％。 电解液温度为25～35°C。 2.NaNO3电解液——钝化型电解液。NaNO3电解液在浓 度为30％以下时，有较好的非线形性能，成形精度高， 而且对机床腐蚀性小，价格也不高。主要缺点是电流效 率低，生产率也低，另外加工时阴极有氨气析出，所以 NaNO3会被消耗。 3.NaClO3电解液——散蚀能力小，加工精度高；具有 很高的溶解度；导电能力强，可达到与NaCl相近的生 产率；腐蚀作用小。缺点：价格较贵，强氧化剂，使用 时注意安全防火。
电解加工原理及应用
机电10级研2班
盖江宁
2011-3-3
ห้องสมุดไป่ตู้
电解加工（Electrochemical machining， 简称ECM）又称电化学加工，是利用金属工件 在电解液中发生电化学阳极溶解的原理来去除 材料，将零件加工成形的一种现代特种加工技 术。它产生于20世纪50年代，并迅速被用于机 械制造领域。通过科研和生产实践的发展，70 年代时得到更广泛的应用。20世纪90年代后期， 大量难加工材料与复杂结构零部件的加工需求、 以及电解加工本身具有的适合微细加工的优势， 使电解加工的应用领域得到大大扩展，工艺技 术水平及设备性能均达到了一个新的高度。
1.直流电源——为提高电解加工精度，生产中 采用脉冲电源加工。 2.机床 ——要求：足够的刚性；进给速度的稳 定性；防腐绝缘；安全措施。 3.电解液系统——主要由泵、电解液槽、过滤 装置、管道和阀组成。
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4.电解加工工艺及应用 电解加工工艺及应用
1.深孔扩孔加工 2.型孔加工 3.型腔加工 4.套料加工 5.叶片加工 6.电解倒棱去毛刺 7.电解刻字 8.电解抛光 9.电解复合加工 电解复合加工 10.微细电解加工 微细电解加工