电解加工技术

（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。 （５） Nhomakorabea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。
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
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
电解液

电解液的作用 电解液是电解池的基本组成部分，是产生电解加 工阳极溶解的载体。电解液的主要作用是： (1) 与工件阳极及工具阴极组成进行电化学反应 的电极体系，实现所要求的电解加工过程，同时 所含导电离子也是电解池中传送电流的介质，这 是其最基本的作用。 (2) 排除电解产物，控制极 化，使阳极溶解能正常连续进行。 (3) 及时带走 电解加工过程中所产生的热量，使加工区不致过 热而引起沸腾、蒸发，以确保正常的加工。



常用电解液及其选择原则

1）电解液选择的原则 粗加工重点解决效率；精加工侧重加工精度和表面质量； 高温合金叶片侧重保加工精度；钛合金则侧重表面质量。 2) 常用电解液 常用的电解液为中性电解液中的 NaCl、 NaNO3 及NaClO3 三 种。 3) 低浓度复合电解液 近年开发的低浓度复合电解液在改善钛合金加工及镍基铸 造合金的表面质量以及提高铁基合金或金属的加工精度上 有显著的效果。

对电解液的要求

对电解液总的要求是加工精度和效率高、表面质量好、实 用性强。 对电解液的基本要求包括以下四个主要方面 (1) 电化学特性方面（正负离子并存，只有可逆反应不相 互影响）。 (2) 物理特性方面（高溶解度、大离解度、低粘度等）。 (3) 稳定性方面（消耗性组分尽量少等）。 (4) 实用性方面（价格低廉、无毒安全，寿命长等）。
表面形成与工具表面基本相似的形状为止。
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
电解加工是特种加工技术中应用最广泛的技
电解加工的基本设备

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。

电解加工原理图
1-直流电源
2-工具阴极 3-工件阳极 4-电解液泵 5-电解液
（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。
（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 （Ra1.25～0.2μ m）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±10～70μ m。 适合于加工易变形或薄壁零件。
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。
电解加工特点
（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。
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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，占地面积较大。 ④ 电解液对设备、工装有腐蚀作用，电解产物的 处理和回收困难。

提高电解加工精度地途径
1.脉冲电流电解加工
加工）。

(2) 利用电化学阴极沉积的原理进行镀覆加工。
(3) 利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学
复合加工。
电化学加工分类
类别 Ⅰ 加工方法及原理 电解加工(阳极溶解) 电化学抛光(阳极溶解) 电镀(阴极沉积) 电铸(阴极沉积) 应 用 用于形状尺寸加工 用于表面加工 用于表面加工 用于形状尺寸加工
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。

（3）型孔及小孔加工


4. 枪、炮管膛线加工
传统的枪管膛线制造工艺为挤线法，该法生产效率高，但挤线 冲头制造困难，毛坯材料损耗严重，且校正、电镀、回火等辅 助工序较多。


5. 整体叶轮加工
通常整体叶轮多为不锈钢、钛合金或高温耐热合金等难切削材 料；再加之其为整体结构且叶片型面复杂，使得其制造非常困 难。
电解加工技术
林洋8153025
电化学加工

电化学加工 (Electrochemical Machining ， ECM) 是特 种加工的一个重要分支，目前已成为一种较为成熟的 特种加工工艺，被广泛应用于众多领域。


根据加工原理，电化学加工可分为以下三大类：
(1) 利用电化学阳极溶解的原理去除工件材料（电解


6. 电解去毛刺
电解去毛刺的加工间隙较大，加工时间又很短，因而工具阴极 不需要相对工件进给运动，即可采用固定阴极加工方式，机床 不需要工作进给系统及相应的控制系统。
7.

数控展成电解加工
数控展成电解加工工具阴极形状简单 (棒状、球状及条状)， 设计制造方便，且适用范围广，大大缩短了生产准备周期， 因而可适应多品种、小批量生产趋势，弥补电解加工在小 量、单件加工时经济性差的缺点。
Ⅱ
Ⅲ
电极磨削(阳极溶解、机械磨削 ) 用于形状尺寸加工 电解放电加工(阳极溶解、 电火花蚀除 ) 用于形状尺寸加工
电解加工
电解加工（ electrochemical
machining ， 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。 术之一，尤其适合于难加工材料、形状复杂 或薄壁零件的加工。
8.

微精电解加工
目前微精电解加工还处于研究和试验阶段，其应用还局限 于一些特殊的场合，如电子工业中微小零件的电化学蚀刻 加工 ( 美国 IBM 公司 ) 、微米级浅槽加工 ( 荷兰飞利浦公司 )、 微型轴电解抛光(日本东京大学)已取得了很好的加工效果， 精度已可达微米级。
未来展望

微秒级脉冲电解加工工艺规律及扩大应用的研究 数控电解加工工艺的完善、设备的改进、以及稳 定工程应用的研究。在航空、航天发动机整体构 件、如整体叶盘、整体涡轮、整体机匣的加工中， 作为数控铣削、精密铸造方法的必要补充，数控 电解显示了极大的优越性。应进行相关工艺及设 备的研究，力求将数控电解在发动机研制和生产 中得到稳定应用。
电解加工的应用

（1）模具型腔加工 电解加工适应难加工材料（高镍合金钢、粉末合金）、复
杂结构的优势。电解加工在模具制造领域中已占据了重要
地位。

（2） 叶片型面加工 这类加工效率高，生产周期短；加工质量好；但设备、阴 极均较复杂，须采用三头或斜向进给机床、复合双动阴极。
国外自动生产线上已采用此方案，国内开始试制。





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。