特种加工第四章3-课件
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➢ 导轨 花岗石，耐蚀水泥 工作台 牺牲阳极
（三）电解液系统
➢ 电解液系统主要组成有：泵、电解液槽、过 滤装置、管道和阀等。
➢ 泵 离心泵 密封性和防腐性好 使用寿命长
➢ 电解液净化 自然沉淀法 介质过滤法 离心 过滤法
七、电解加工工艺及其应用 ➢ 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.数控展成电解加工
➢ 缺点：生产率降低1/3～1/2。需要一套附属供 气设备，要有足够压力的气源、管道及良好的 抽风设备等。
2. 气液混合比 ➢ 气液混合比愈高，“非线性”性能会越好。 ➢ 标准状态时的气液混合比
Z qE ql
➢ 压缩空气管道获得 0.4～0.45MPa 液压比 气压低0.05MPa。
六、电解加工的基本设备 ➢ （一）直流电源 ➢ （二）机床 ➢ （三）电解液系统
➢ 复合电解液 在NaCl中加入0.2～3％的Na2MoO4、
NaWO4，加工铁基合金 5～20％的NaCl加0.1～2％的CoCl 可
在阴极形成钝化层
➢ 低质量分数电解液 4％NaNO3加工铸模 效率较低
（四）混气电解加工
1. 混气电解加工原理及优缺点 混气电解加工就是将一定压力的气体
（主要是压缩空气）用混气装置使之与电解 液混合在一起，使电解液成分为包含无数气 泡的气液混合物，然后送入加工区进行电解 加工。
➢ 影响电解抛光质量的因素有： ➢ （1）电解液的成分、比例 ➢ （2）电参数 阳极电位和阳极电流密度 ➢ （3）电解液温度及其搅拌情况 ➢ （4）金属的金相组织与原始表面状态
➢ 晶闸管调压。
➢ 晶闸管调压和电抗器调压相比，可节省大量 铜、铁材料，也减少了电源的功率损耗。同 时，晶闸管式无惯性元件，控制速度快，灵 敏度高，有利于进行自动控制和火花保护。 其缺点是抗过载能力差，较易损坏。
➢ 脉冲电源
（二）机床 1. 对电解加工机床的要求 ➢ （1）机床的刚性 ➢ （2）进给速度的稳定性 ➢ （3）防腐绝缘 ➢ （4）安全措施
提高成形精度
简化阴极工具设计与制造
电解液中混入气体起到的作用：
1）增加了电解液的电阻率，减少杂散腐蚀，使电 Fra Baidu bibliotek液向非线性方面转化
2）降低电解液的密度和粘度，增加流速，均匀流 场。
➢ 优点：成形精度高，阴极设计简单，不必进行 复杂的计算和修正，甚至可用“反拷”法制造 阴极，并可利用小功率电源加工大面积的工件。
1.深孔扩孔加工 ➢ 阴极运动形式 固定式 移动式 ➢ 固定式 ➢ 优点：设备简单 生产率高 操作简单 ➢ 缺点 阴极要比工件长一些，所需电源的功
率大
➢ 电解液在进出口处的温度及电解产物含量等 都不相同，容易引起加工表面粗糙度和尺寸 精度的不均匀现象
➢ 当加工表面过长时，阴极刚度不足。
移动式加工多采用卧式，阴极在零件内 孔作轴向移动。
它跟电解加工的主要区别有：
➢ （1）工件和工具之间的加工间隙大，有利于表面 的均匀溶解
➢ （2）电流密度小
➢ （3）电解液一般不流动
➢ 电解设备比较简单，包括直流电源，清洗槽和电 解抛光槽，不需要昂贵的电解液循环、过滤系统， 阴极结构也简单。
电解抛光优点： ➢ 效率高 ➢ 抛光后工件表面形成致密的氧化膜 ➢ 不产生加工变质层 ➢ 不造成新的表面残余应力， ➢ 不受材料硬度和强度的限制
精品
特种加工第四章3
（一）脉冲电流电解加工
采用脉冲电流电解加工可以明显的提高加 工精度。其原因是：
➢ （1）消除加工间隙内电解液电导率的不均 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。
➢ 脉冲电流——同步振动电解加工
移动式阴极较短，精度要求较低，制造 容易，可加工任意长度的工件而不受电源功 率的限制。
但它需要有效长度大于工件长度的机床， 同时工件两端由于加工面积不断变化而引起 电流密度的变化，故出现收口和喇叭口，需 采用自动控制。
2.型孔加工
3.型腔加工
➢ 锻模多为型腔模 电火花加工 精度容易控制 生产率低 对于锻模消耗量较大，进度要求 不太高的煤矿机械、汽车拖拉机等制造厂， 逐渐采用电解加工
➢ 电解加工的基本设备包括直流电源、机床及电解液 系统三大部分。
（一）直流电源
电解加工中常用的直流电源为硅整流电源及晶 闸管电源。
硅整流电源先用变压器把380V的交流电变为低 电压的交流电，而后再用大功率硅二极管将交流电 整成直流。为了能无级调压，目前生产中采用有：
➢ 扼流式饱和电抗器调压；
➢ 自饱和式电抗器调压；
➢ （二）小间隙电解加工
➢ 公式4－13 va=V/△
设工件最大微观平面度为δ，则突出部位的加工
间隙为△，设其去除速度为va，低凹部分的加 工间隙为△＋δ，设其蚀除速度为va’，
➢ 则有
C
C
va ;va'
C
➢ 两处蚀除速度之比为 va 1
va'
C
➢ 对于侧面间隙有： s 2hb 2b
（三）改进电解液
➢ 型腔模成型表面比较复杂 钝化型电解液 因 为加工间隙比较容易控制，阴极设计比较容 易
➢ 流场不均匀，流量、流速不足 开增液孔或 增液槽
4.套料加工
➢ 套料加工用于加工等截面的大面积异型孔或 用于等截面薄形零件的下料。
5.叶片加工
➢ 单面加工 双面加工 立式机床 卧式机床 氯 化钠溶液的混气电解加工 氯酸钠电解液加 工
2.机床类型及设计要点 ➢ 阴极固定式的专用加工机床 移动式阴极电
解加工机床
➢ 卧式 叶片，深孔及其它长筒类零件
➢ 立式 模具，齿轮、型孔，短的花键及其它扁 的零件
➢ 伺服电机或直流电机无级调速的进给系统
➢ 行星减速器、谐波减速器 滚珠丝杠
➢ 与电解液及其腐蚀性气体接触的部分 不锈 钢 表面接触电阻大，导电性差 铜
➢ 成形精度较高，阴极可采用反拷法制造
6.电解倒棱去毛刺
➢ 机械加工中去毛刺的工作量很大，尤其是去除 硬而韧的金属毛刺，需要占用很多人力，电解 倒棱去毛刺可以大大提高工效和节省费用。
7.电解刻字
8.电解抛光
是一种表面光整加工方法，用于改善工件的表 面粗糙度和表面物理力学性能，而不是对工件进 行形状和尺寸加工。
（三）电解液系统
➢ 电解液系统主要组成有：泵、电解液槽、过 滤装置、管道和阀等。
➢ 泵 离心泵 密封性和防腐性好 使用寿命长
➢ 电解液净化 自然沉淀法 介质过滤法 离心 过滤法
七、电解加工工艺及其应用 ➢ 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.数控展成电解加工
➢ 缺点：生产率降低1/3～1/2。需要一套附属供 气设备，要有足够压力的气源、管道及良好的 抽风设备等。
2. 气液混合比 ➢ 气液混合比愈高，“非线性”性能会越好。 ➢ 标准状态时的气液混合比
Z qE ql
➢ 压缩空气管道获得 0.4～0.45MPa 液压比 气压低0.05MPa。
六、电解加工的基本设备 ➢ （一）直流电源 ➢ （二）机床 ➢ （三）电解液系统
➢ 复合电解液 在NaCl中加入0.2～3％的Na2MoO4、
NaWO4，加工铁基合金 5～20％的NaCl加0.1～2％的CoCl 可
在阴极形成钝化层
➢ 低质量分数电解液 4％NaNO3加工铸模 效率较低
（四）混气电解加工
1. 混气电解加工原理及优缺点 混气电解加工就是将一定压力的气体
（主要是压缩空气）用混气装置使之与电解 液混合在一起，使电解液成分为包含无数气 泡的气液混合物，然后送入加工区进行电解 加工。
➢ 影响电解抛光质量的因素有： ➢ （1）电解液的成分、比例 ➢ （2）电参数 阳极电位和阳极电流密度 ➢ （3）电解液温度及其搅拌情况 ➢ （4）金属的金相组织与原始表面状态
➢ 晶闸管调压。
➢ 晶闸管调压和电抗器调压相比，可节省大量 铜、铁材料，也减少了电源的功率损耗。同 时，晶闸管式无惯性元件，控制速度快，灵 敏度高，有利于进行自动控制和火花保护。 其缺点是抗过载能力差，较易损坏。
➢ 脉冲电源
（二）机床 1. 对电解加工机床的要求 ➢ （1）机床的刚性 ➢ （2）进给速度的稳定性 ➢ （3）防腐绝缘 ➢ （4）安全措施
提高成形精度
简化阴极工具设计与制造
电解液中混入气体起到的作用：
1）增加了电解液的电阻率，减少杂散腐蚀，使电 Fra Baidu bibliotek液向非线性方面转化
2）降低电解液的密度和粘度，增加流速，均匀流 场。
➢ 优点：成形精度高，阴极设计简单，不必进行 复杂的计算和修正，甚至可用“反拷”法制造 阴极，并可利用小功率电源加工大面积的工件。
1.深孔扩孔加工 ➢ 阴极运动形式 固定式 移动式 ➢ 固定式 ➢ 优点：设备简单 生产率高 操作简单 ➢ 缺点 阴极要比工件长一些，所需电源的功
率大
➢ 电解液在进出口处的温度及电解产物含量等 都不相同，容易引起加工表面粗糙度和尺寸 精度的不均匀现象
➢ 当加工表面过长时，阴极刚度不足。
移动式加工多采用卧式，阴极在零件内 孔作轴向移动。
它跟电解加工的主要区别有：
➢ （1）工件和工具之间的加工间隙大，有利于表面 的均匀溶解
➢ （2）电流密度小
➢ （3）电解液一般不流动
➢ 电解设备比较简单，包括直流电源，清洗槽和电 解抛光槽，不需要昂贵的电解液循环、过滤系统， 阴极结构也简单。
电解抛光优点： ➢ 效率高 ➢ 抛光后工件表面形成致密的氧化膜 ➢ 不产生加工变质层 ➢ 不造成新的表面残余应力， ➢ 不受材料硬度和强度的限制
精品
特种加工第四章3
（一）脉冲电流电解加工
采用脉冲电流电解加工可以明显的提高加 工精度。其原因是：
➢ （1）消除加工间隙内电解液电导率的不均 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。
➢ 脉冲电流——同步振动电解加工
移动式阴极较短，精度要求较低，制造 容易，可加工任意长度的工件而不受电源功 率的限制。
但它需要有效长度大于工件长度的机床， 同时工件两端由于加工面积不断变化而引起 电流密度的变化，故出现收口和喇叭口，需 采用自动控制。
2.型孔加工
3.型腔加工
➢ 锻模多为型腔模 电火花加工 精度容易控制 生产率低 对于锻模消耗量较大，进度要求 不太高的煤矿机械、汽车拖拉机等制造厂， 逐渐采用电解加工
➢ 电解加工的基本设备包括直流电源、机床及电解液 系统三大部分。
（一）直流电源
电解加工中常用的直流电源为硅整流电源及晶 闸管电源。
硅整流电源先用变压器把380V的交流电变为低 电压的交流电，而后再用大功率硅二极管将交流电 整成直流。为了能无级调压，目前生产中采用有：
➢ 扼流式饱和电抗器调压；
➢ 自饱和式电抗器调压；
➢ （二）小间隙电解加工
➢ 公式4－13 va=V/△
设工件最大微观平面度为δ，则突出部位的加工
间隙为△，设其去除速度为va，低凹部分的加 工间隙为△＋δ，设其蚀除速度为va’，
➢ 则有
C
C
va ;va'
C
➢ 两处蚀除速度之比为 va 1
va'
C
➢ 对于侧面间隙有： s 2hb 2b
（三）改进电解液
➢ 型腔模成型表面比较复杂 钝化型电解液 因 为加工间隙比较容易控制，阴极设计比较容 易
➢ 流场不均匀，流量、流速不足 开增液孔或 增液槽
4.套料加工
➢ 套料加工用于加工等截面的大面积异型孔或 用于等截面薄形零件的下料。
5.叶片加工
➢ 单面加工 双面加工 立式机床 卧式机床 氯 化钠溶液的混气电解加工 氯酸钠电解液加 工
2.机床类型及设计要点 ➢ 阴极固定式的专用加工机床 移动式阴极电
解加工机床
➢ 卧式 叶片，深孔及其它长筒类零件
➢ 立式 模具，齿轮、型孔，短的花键及其它扁 的零件
➢ 伺服电机或直流电机无级调速的进给系统
➢ 行星减速器、谐波减速器 滚珠丝杠
➢ 与电解液及其腐蚀性气体接触的部分 不锈 钢 表面接触电阻大，导电性差 铜
➢ 成形精度较高，阴极可采用反拷法制造
6.电解倒棱去毛刺
➢ 机械加工中去毛刺的工作量很大，尤其是去除 硬而韧的金属毛刺，需要占用很多人力，电解 倒棱去毛刺可以大大提高工效和节省费用。
7.电解刻字
8.电解抛光
是一种表面光整加工方法，用于改善工件的表 面粗糙度和表面物理力学性能，而不是对工件进 行形状和尺寸加工。