特种加工 第四章2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,三、电解液,（一）对电解液的基本要求,（二）三种常用电解液,（三）电解液参数对加工过程的影响,（四）电解液的流速及流向,（五）电解液出水口的布局,在电解加工过程中，电解液的主要作用是：,（,1,）作为导电介质传递电流,（,2,）在电场作用下进行电化学反应，使阳极融解能顺利而有控制地进行,（,3,）及时地把加工,过程中,产生的电解产物及热量带走，起更新与冷却作用。,（一）对电解液的基本要求,（,1,）具有足够的蚀除速度 这要求电解质在溶液中有较高的溶解度和离解度，具有很高的电导率，电解液中所含的阴离子应具有较正的标准电位。,（,2,）具有较高的加工精度和表面质量 电解液中所含金属阳离子必须具有较负的标准电极电位。钝化型电解液,（,3,）阳极反应的最终产物应是不溶性的化合物,性能稳定，操作安全，对设备的腐蚀小，价格便宜,（二）三种常用电解液,1.NaCl,电解液,活性,Cl,离子 钝化膜 蚀除速度 电流效率 导电能力 杂散腐蚀 浓度 温度,2.NaNO,3,电解液,切断间隙,a,切断电流密度,i,a,5,NaNO,3,切断间隙,a,切断电流密度,i,a,非线性电解液,NaNO,3,电解液在质量分数为,30,以下时，有比较好的非线性性能，成型精度高，对机床设备的腐蚀性小，使用安全，价格也不高。,它的主要缺点是电流效率低，生产率也低，阴极有氨气析出,NaNO,3,会被消耗。,3.NaClO3,电解液,钝化型 溶解度高 腐蚀性小 昂贵 强氧化性,4.,电解液中加添加剂,NaCl,中加磷酸盐,NaNO3,中加,NaCl,络合剂、光亮剂,NaF,缓蚀剂,（三）电解液参数对加工过程的影响,成分,浓度,温度,酸度值,粘性,（四）电解液的流速及流向,（五）电解液出水口的布局,流场、流线,（,1,）流线是表示液体质点运动轨迹的曲线,（,2,）和电力线、磁力线一样，流线不能相互交割。,（,3,）流线的疏密程度表示流速的大小。,四、电解加工的基本规律,（一）生产率及其影响因素,（二）精度成形规律,（三）表面质量,（一）生产率及其影响因素,1.,金属的电化学当量和生产率的关系,2.,电流密度和生产率的关系,3.,电极间隙大小和蚀除速度的关系,1.,金属的电化学当量和生产率的关系,法拉第电解定律,例题 某厂用,NaCl,电解液电解加工一批零件，要求在,64mm,厚的低碳钢板上加工,25mm,的通孔。一种中空电极内孔直径为,13.5mm,，每个孔限,5min,加工完，求需用多大电流？如果电解电流用,5000A,，则电解时间需多少？,2.,电流密度和生产率的关系,V=Ah,3.,电极间隙大小和蚀除速度的关系,若电解液参数、工件材料、电压等均保持不变时，即,则,例题 用温度为,30,、质量分数为,15,的,NaCl,电解液，对某一碳钢零件进行固定式阴极电解扩孔，起始间隙为,0.2mm,（单边，下同），电压为,12V,。求刚开始时的蚀除速度和间隙为,1mm,时的蚀除速度，并求间隙有,0.2mm,扩大到,1mm,所需的时间。,（二）精度成形规律,1.,端面平衡间隙,2.,法向平衡间隙,3.,侧面间隙,4.,平衡间隙理论的应用,5.,影响加工间隙的其它因素,1.,端面平衡间隙,当工件的蚀除速度,v,a,与阴极的进给速度,v,c,相等，两者达到动态平衡，此时的加工间隙将稳定不变，称之为端面平衡间隙,2.,法向平衡间隙,3.,侧面间隙,设相应与某进给深度,h=,vt,除的侧面间隙,s,x,，则该处在,x,方向的蚀除速度为，经时间,dt,后，该处的间隙,x,将产生一个增量,dx,所以,将上式进行积分,当,t0,时（即,h,vt0,时），（,x,0,为底侧面起始间隙）则,所以,因为,代入上式得,当工具底侧面处的圆角半径很小时,如果对阴极侧面进行绝缘处理，侧面间隙,s,与工具的进给量,h,无关，只取决于工作边宽度,b,，则得,4.,平衡间隙理论的应用,1,）计算加工过程中各种电极间隙，例如端面、斜面、侧面的间隙。这样就可以根据阴极的形状来推算加工后工件的形状和尺寸；,2,）设计电极时计算阴极尺寸及修正量，亦即根据工件形状尺寸计算阴极形状尺寸；,3),分析加工精度，如整平比以及由于毛坯留量不均引起误差阴极、工件原始位置不一致引起的误差等；,4),选择加工参数如电极间隙、电源电压、进给速度等。,5.,影响加工间隙的其它因素,电流效率,加工间隙内工具形状，电场强度的分布状态,电解液的流动方向,加工电压的变化,（三）表面质量,电解加工的表面质量，包括表面粗糙度和表面的物理化学性质的改变两方面。正常电解加工的表面粗糙度能达到,Ra1.25,0.16m,，由于没有切削力和切削热的影响，不会在加工表面发生塑性变形，不存在残余应力、冷作硬化或烧伤退火层等缺陷。,影响表面质量的因素主要有：,1,）工件材料的合金成分、金相组织及热处理状态对表面粗糙度的影响很大。,2,）工艺参数对表面质量也有很大影响。,电流密度 电解液流速 电解液温度,3,）阴极表面条纹、刻痕等都会相应地复印到工件表面，所以阴极表面要注意加工。阴极上喷液口的设计和布局也是极为重要的。阴极进给不匀，会引起横向条纹。,此外，工件表面必须除油去锈，电解液必须沉淀过滤，不含固体颗粒杂质。,作业,1.,电火花加工中工作液的作用是什么？电解加工中电解液的作用是什么？对电解液的基本要求有哪些？,2.,电解方法加工一模具的,30mm40mm,方孔，工件为碳钢，阴极为黄铜，电解液为,18,NaCl,溶液，加工温度,30,，孔的深度为,6.0mm,若要求,5,分钟加工完毕，问需要多大的加工电流？如果换用,12V,电压，,1000A,容量的电源进行加工，此时可以达到的进给速度是多少？加工进入平衡状态时的平衡间隙是多大？（注：,30,时,18,NaCl,电解液的电导率,0.232,-1,cm,-1,，碳钢的体积电化学当量,2.22mm,3,/Amin,）,求加工电流：,求进给速度：,求平衡间隙：,U,R,=12V-2V=10V,