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特种加工 第四章2

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特种加工 第四章2_第1页
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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:Ø(1)作为导电介质传递电流Ø(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Ø(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Ø 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.NaNO3电解液Ø切断间隙△a 切断电流密度ia5%NaNO3切断间隙△a切断电流密度ia非线性非线性 电解液电解液NaNO3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NaNO3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Ø成分 Ø 浓度 Ø温度 Ø酸度值 Ø 粘性(四)电解液的流速及流向(五)电解液出水口的布局Ø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Ø(一)生产率及其影响因素Ø(二)精度成形规律Ø(三)表面质量(一)生产率及其影响因素Ø1. 金属的电化学当量和生产率的关系Ø2.电流密度和生产率的关系Ø3. 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φ25mm 的通孔一种中空电极内孔直径为 φ13.5mm,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=Ah3. 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Ø1.端面平衡间隙Ø2.法向平衡间隙Ø3.侧面间隙Ø4.平衡间隙理论的应用Ø5.影响加工间隙的其它因素 1.端面平衡间隙Ø当工件的蚀除速度va与阴极的进给速度vc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t→0时(即h=vt→0时), ( x0为底侧面起始间隙)则 所以 因为 代入上式得Ø当工具底侧面处的圆角半径很小时Ø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Ø1)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;Ø2)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 ;Ø3)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;Ø4)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Ø电流效率Ø加工间隙内工具形状,电场强度的分布状 态Ø电解液的流动方向Ø加工电压的变化(三)表面质量Ø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~ 0.16μm,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:Ø1)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Ø2)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 Ø3)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Ø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30mm×40mm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κ=0.232Ω-1cm-1, 碳钢的体积电化学当量ω= 2.22mm3/A•min)求加工电流:求进给速度:求平衡间隙:UR=12V-2V=10V。

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