模具制造工藝5

第5章

其他特種加工5.1電化學(xué)加工電化學(xué)加工（ElectrochemicalMachining/ECM）基本理論形成于19世紀(jì)末，工業(yè)規(guī)模應(yīng)用在20世紀(jì)30~50年代以后1958年，第一臺(tái)電解機(jī)床在美國(guó)Anocut公司面世；1962年，日本Japax公司也生產(chǎn)出電解機(jī)床；……；1960年代（又說(shuō)1958），中國(guó)在火炮膛線、航空葉片等加工中有應(yīng)用兩大類：（1）去除：從工件上去除金屬的電解加工；（2）沉積：向工件上沉積金屬的電鍍、涂覆加工5.1.1電化學(xué)加工的基本原理1.電化學(xué)腐蝕鋁鍋盛放鹽、醋、醬油等食品會(huì)被腐蝕穿孔，鋼鐵等在潮濕的地方會(huì)生銹，……，這種現(xiàn)象就是電化學(xué)腐蝕，而純鋁、鐵并不發(fā)生這種明顯腐蝕當(dāng)金屬中含有其他合金元素或雜質(zhì)，與能導(dǎo)電的電解液接觸后形成了原電池（微電池），并局部放電，產(chǎn)生了電化學(xué)腐蝕的結(jié)果。電化學(xué)陽(yáng)極溶解（圖）多年來(lái)，人們一直在努力防止或減少這種有害的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。當(dāng)人們掌握了其規(guī)律之后，可以因勢(shì)利導(dǎo)，變有害為有利。第一類導(dǎo)體：金屬，靠自由電子在外電場(chǎng)作用下按一定方向移動(dòng)，稱為電子導(dǎo)體；第二類導(dǎo)體：電解液，靠溶液中的正、負(fù)離子移動(dòng)，離子導(dǎo)體。二者之間交換電子，就是電化學(xué)反應(yīng)。2.電解質(zhì)溶液酸、堿、鹽溶液

百分?jǐn)?shù)表示濃度

克分子濃度

pH值溫度↑，導(dǎo)電能力↑；濃度（不能過(guò)高）↑，導(dǎo)電能力↑電解液的離解反應(yīng)（均可逆）

H2O=H++OH－

NaCl=Na++Cl－3.電極電位金屬和它的鹽溶液之間的電位差稱為金屬的電極電位?；顫娊饘俨换顫娊饘?.電極反應(yīng)通電后陽(yáng)極的主要反應(yīng)：Fe－2e→Fe++Fe+++2OH－→Fe(OH)2↓

（氫氧化亞鐵，墨綠色絮狀物）4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3↓

（氫氧化鐵，黃褐色）陰極的主要反應(yīng)：2H++2e→H2↑電解液中的水不斷被消耗。5.極化與鈍化1）電極的極化通電濃差極化：離子擴(kuò)散、遷移步驟緩慢電化學(xué)極化：電化學(xué)反應(yīng)緩慢2）金屬的鈍化氧化物、氫氧化物、鹽成相理論

吸附理論活化措施：加熱、通反原性氣體、活性離子，機(jī)械作用5.1.2電解加工5.1.2.1電解加工的基本原理與特點(diǎn)1.基本原理2.電解加工的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)加工范圍廣，與被加工材料的機(jī)械性能無(wú)關(guān)

可加工硬、強(qiáng)、韌材料可拷貝大而復(fù)雜的形狀，能同時(shí)進(jìn)行三維加工，類似于電火花加工，但無(wú)熱作用，可加工易變形件、薄件、韌性大的工件生產(chǎn)效率高

為電火花加工的5~10倍（制造需要量較大的模具）粗糙度?。?.125~0.2），無(wú)殘余應(yīng)力，無(wú)飛邊、毛刺工具不損耗局限性1）加工穩(wěn)定性不易控制，受十余項(xiàng)因素影響，電極設(shè)計(jì)制造比較費(fèi)事，需多次試驗(yàn)修正2）加工精度有限

一般為±0.05~±0.2，難于加工很細(xì)的窄槽、小孔、棱角3）設(shè)備投資大

設(shè)備剛性要求高，附屬設(shè)備多，必須重視防腐4）污染環(huán)境

加工產(chǎn)物難于處理，限制使用（要求電極材料電阻??；導(dǎo)熱性好；熔點(diǎn)高；一定剛性——耐液壓；耐腐蝕；可加工。常用銅、黃銅、不銹鋼）可用于加工膛線、花鍵孔、內(nèi)齒輪、鏈輪、葉片、異型零件，模具型孔、型腔、復(fù)雜型面、深小孔、套料（？），倒棱去毛刺、拋光、刻印等電解加工與其它工業(yè)電化學(xué)過(guò)程比較有3個(gè)特點(diǎn)：1）電極反應(yīng)速度高，電流密度可達(dá)？500~800A/cm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般工業(yè)電化學(xué)過(guò)程，為其數(shù)十倍至數(shù)百倍；2）電極間距離甚小，一般為0.1~1.0mm；需及時(shí)進(jìn)給（0.4~1.5mm/min）3）電解液流速高（5~60m/s），流量大，以供給反應(yīng)物，排除陽(yáng)極溶解產(chǎn)物和大量的焦耳熱。5.1.2.2電解加工設(shè)備1.機(jī)床1）剛性要求好2）進(jìn)給穩(wěn)定，3）防腐、絕緣4）安全措施

氫氣有爆炸危險(xiǎn)類型：立式（C型，框型），

臥式（單面，雙面），固定陽(yáng)極式2.直流辟電源要求突：大功麗率低電販壓（6~鳴24）V，大痕電流高（103~1者04）A，電誘流密致度一晨般為40質(zhì)~5歡0A紡/c躍m2，甚栗至10噸0A常/c少m2合適惕的容帽量范時(shí)圍，良好斷的穩(wěn)趴壓精猛度可靠觸的短拐路保貨護(hù)、摔火花球保護(hù)趙、事磚故保佩護(hù)類型偉：硅駱整流番電源澤；晶輝閘管偏整流垮電源異；脈贈(zèng)沖電兄源（繪過(guò)去僅不用罩，現(xiàn)黨在用蠢）3.電解朱液循墨環(huán)過(guò)餐濾系倚統(tǒng)構(gòu)成褲：泵烏，槽屋，過(guò)妄濾器外，管濫，閥專等5.性1.印2.飛3電解愉加工砍的基壇本規(guī)宜律1.生產(chǎn)膨率1）金促屬的芳電化巖學(xué)當(dāng)丸量法拉量第電賤解定布律m0=k燦Itv0=ω偉It理論啞上不影受電萌解液苗濃度暮、溫鼠度、氣壓力帆、電民極材申料及堂形狀祖等因談素的炭影響角，實(shí)竊際上v=闖ηv0=η旅ωI吐tη接近10瞇0%，有嗽時(shí)大括于10凱0%（晶專間腐疼蝕）2）電霉流密食度i電流肯密度i不能惱過(guò)大辭，否愛(ài)則，胳將出肯現(xiàn)火型花，帽析出Cl2、O2等，島溫度課上升仗，短演路I=為i郵A體積嘆加工革速度va=V鋼/t慎=撥ηω洋A漆I3）電井極間祖隙間隙截↓，剛蝕除勺速度敞↑間隙嬸過(guò)小肺，將結(jié)引起民火花將放電變或電株解產(chǎn)筍物（樸特別襲是H2）排績(jī)泄不俯暢，烘降低凈蝕除屠速度限或易亦被臟捐物堵腐死而計(jì)引起伍短路（4）電繩解液電解疑液的虹作用蒜：a）傳炮遞電貍流b）進(jìn)錄行電傷化學(xué)拴反應(yīng)嗓（在窯電場(chǎng)蔑作用繁下）呀，使環(huán)陽(yáng)極黎溶解羅能順紛利而竟有控毯制地控進(jìn)行c）更行新、投冷卻及時(shí)女地把倦加工欺間隙究?jī)?nèi)產(chǎn)椒生的播電解享產(chǎn)物晨及熱貌量帶交走壓力0.宣49尤~1市.9執(zhí)6M傻Pa；速績(jī)度？75框m/屋s匙5砍~6霞0鹽m/狼s對(duì)電廊解液清的基斜本要赤求：具有吧足夠綢的蝕尋除速煩度高導(dǎo)潛電率具有尸較高喜的加那工精運(yùn)度和酷表面恩質(zhì)量分散禁能力方低陽(yáng)極存反應(yīng)課的最玻終產(chǎn)奏物應(yīng)寄是不朱溶性洋物質(zhì)不含渠能在律陰極贈(zèng)上沉袍積的媽離子性能叫穩(wěn)定操作燦安全汗，無(wú)糕毒腐蝕些性小價(jià)廉常用槽電解瞞液（亂此3種為抱中性缺，還掌有酸激性或秀堿性斤電解摘液）宅：a）Na落Cl珠14點(diǎn)~1盤8%，25濱~3聽(tīng)5℃b）Na睛NO3散蝕醫(yī)能力個(gè)小得同多，咽腐蝕深作用斑小，抖安全缺點(diǎn)染：電熔流效皺率低策，生耐產(chǎn)率渴低，瘦有氨慎氣析數(shù)出，Na唐NO3會(huì)消憲耗，孕價(jià)格蕉為Na語(yǔ)Cl的2倍c）Na較Cl敢O3（氯道酸鈉懂）導(dǎo)電于能力推強(qiáng)，笑生產(chǎn)搞率與Na聞Cl相近梨，腐飲蝕作鉤用小般，缺點(diǎn)徹：價(jià)列格為Na倘Cl的5倍，捏要注銷意防歉火表5.姨1常用辱電解仙液的爹特點(diǎn)奶比較NaClNaNO3NaClO3加工速度高低較高加工精度較低較高較高表面質(zhì)量加工鐵基合金和鎳基鍛造合金光潔度較高加工有色金屬合金光潔度較高加工鐵合金光潔度較高腐蝕性大較小/高濃度下較小/高濃度下成本低較低高安全性安全，無(wú)毒助燃（氧化劑）助燃/強(qiáng)氧化劑適用范圍廣。精度要求不很高的鐵基合金、鎳基合金等有色金屬及精度要求較高的鐵基合金、鎳基合金鐵基合金、黃銅，擴(kuò)孔、去毛刺等損耗無(wú)有（析出氨氣）表5.辟2常見(jiàn)鴨金屬掀材料決電解冬加工洪使用倚的電點(diǎn)解液鋼與鐵基合金NaCl5%~20%50~/LNaNO320%~30%100~/LNaClO3100~/L鎳與鎳基合金NaCl50~/LNaNO3100~/LNaClO3100~/L鈦和鈦合金NaCl50~/LNaClO3100~/LNaCl（/L）+NaBr（/L）+NaF（/L）鋁與鋁合金NaNO310%~20%100~/L銅與銅合金NaNO320%~30%NaNO3（20%~35%）+NaCl（3%~5%）鎢與硬質(zhì)合金NaOH40~/LNaOH（8%~16%）+NaCl（2%）+酒石酸（8%~16%）+CrO3（0.2%~0.5%）添加唉劑電解步加工酸的電消壓：10墻~2的0V進(jìn)給受速度項(xiàng)：等受截面汽穿孔忙加工2~捐10康mm艙/m施in，變稻截面轟的型潮面、均型腔0.上5~邪5m描m/原mi雷n電解永液的紐奉流動(dòng)肺方式妹：平彩行流客動(dòng)（乞正、紗反、侍側(cè)）罩，徑夫向流妻動(dòng)（服正、兔反）2.加工料精度平衡粉間隙工件致蝕除慰速度=陰極擦進(jìn)給查速度一般救為0.臉12盆~0判.8椅m獸m，最蓋好為0.厭25畝~0這.3浴m診m3.表面姥質(zhì)量粗糙口度，很表面丘層物支理化瘋學(xué)性瘡質(zhì)表面掘缺陷塘有：立流紋霉，燒傘傷，讀晶界篇腐蝕影響油因素兇：工藝蹈參數(shù)電流閘密度i，電雹解液柏流速例（快昆、慢訓(xùn)），第溫度沿（高君、低糠）工件豪材料合金鄙成分然，金縱相組糕織，乖熱處費(fèi)理狀犁態(tài)陰極星的表?yè)蚊尜|(zhì)報(bào)量5.損1.估2.怎4提高懷電解王加工屋精度淡的途粥徑1.混氣飾加工1）增千加了夢(mèng)電解語(yǔ)液的慣電阻練率，緒減少枯了雜馬散腐姐蝕2）改虹變電璃解液夫的流顯動(dòng)特叮性2.小間敞隙電符解加線工3.脈沖偽電流毒電解爪加工電解凱產(chǎn)物多將有銹足夠替的時(shí)發(fā)間排大除，愿使加公工區(qū)垃的電柿解液裳迅速堤更新脈，從稿而改旁善流督場(chǎng)，凈提高飯加工撥穩(wěn)定腔性4.改進(jìn)擁電解勒液5.渴1.粗2.逮5電解禿加工講工藝剖及應(yīng)疏用1.型腔姨加工增液棕孔2.拉絲犯模擴(kuò)耳孔3.電化徑學(xué)拋既光特別晶適合底于復(fù)晨雜表括面和蛛內(nèi)表獅面5.拒1.擦3電解控磨削5.遺1.湖3.矛1基本倡原理爭(zhēng)（圖她）陽(yáng)極表溶解+機(jī)械覽磨削（扒亞去氧架化膜游）5.仔1.教3.增2電解敢磨削衣的特根點(diǎn)1）與懇機(jī)械勁磨削轉(zhuǎn)比，朱加工該范圍滲廣，撇生產(chǎn)候效率扎高2）與施電解非加工誤比，帶加工道精度奏高，殼表面止質(zhì)量旗好3）砂舉輪損論耗小缺點(diǎn)窗：磨從刃口冒不易牌鋒利導(dǎo)，需閃防銹5.私1.孝3.共3電解苦磨削柔在模腔具加疏工中厭的應(yīng)就用1）磨點(diǎn)削難頃加工案的材雕料2）減濤少粗墊加工3）提喪高加肝工效彈率4）拋掩光電解畝拋光肌工場(chǎng)5.膚1.腥4電鑄抬成形電鑄離加工奇的特侄點(diǎn)可搖概括榮為“微、代脆、卡慢”1）能匆準(zhǔn)確唯、精宴密地眨復(fù)制蛛復(fù)雜證型面積和細(xì)內(nèi)微紋缺路。腎做皮餓紋2）能俊獲得備尺寸晌精度摸高、蘇表面百粗糙蘭度值Ra小于0.賠1微米脊的復(fù)奮制品局，用賀同一離原模剃生產(chǎn)訂多個(gè)炊電鑄歇件時(shí)墓，形驚狀、牽尺寸伏的一殖致性霜好。3）可融把復(fù)腫雜零代件的換內(nèi)表集面復(fù)驕制為綿外表壓面，忠然后量再電示鑄復(fù)臺(tái)制。別反之暑亦然飯，適棉應(yīng)性悅廣。4）金谷屬制管品純謊度高菜。5）加王工速販度慢缺（0.干02爸~0駛.0扎5m類m/曠h）、赤效率常低。6）能湊獲得事的制怒件厚勾度不荒大（4~初8m酬m），拴且不浸夠均獵勻，卻存在獻(xiàn)較大瞎內(nèi)應(yīng)卵力，京強(qiáng)度昏不高頂，性忘能較蒼脆。電鑄裳加工鉛的應(yīng)暑用唱片棗模、媽工藝求美術(shù)狀品模晌、印役刷版浪（紙鋼幣、笑證券約、郵吧票等災(zāi)）；注塑蓬模、似電火批花成智形電馬極；復(fù)雜強(qiáng)、高貝精度吃的空稠心薄蘇壁件捕（如搖波導(dǎo)漁管）受；表面升粗糙技度標(biāo)島準(zhǔn)樣榴塊、脾反光租鏡、榮表盤雹、異英型孔銀噴嘴這等特壁殊零呈件電鑄濟(jì)工藝記過(guò)程（1）第拳一種產(chǎn)品昌圖紙以→母棉模設(shè)淚計(jì)→興制造漁金屬常母模藍(lán)→去窮油、排鍍脫鈔模層統(tǒng)→電尚沉積原（電君鑄）喇→加在固→蛇脫模腎→機(jī)沫械加更工→毒成品或產(chǎn)品厚圖紙顯→母屯模設(shè)悅計(jì)→野制造塌非金終屬母被?！逑刺?、防嚷水處孟理→躍鍍導(dǎo)狹電膜胸→電秀沉積鏡（電平鑄）累→加培固→異脫模爆→機(jī)蕉械加著工→護(hù)成品（2）第識(shí)二種用于保大量棕生產(chǎn)橫或電甚鑄電花極產(chǎn)品近圖紙征→母昏模設(shè)具計(jì)→攀制造住標(biāo)準(zhǔn)奸母模雖→反紀(jì)制陰秀模→繭再反徐制母哪?！桦婅T凈前處肢理→堵電沉步積（鎖電鑄執(zhí)）→者加固訊→脫幅?！葯C(jī)械榮加工炭→成卸品母模按設(shè)計(jì)開(kāi)要點(diǎn)滑：形狀靈相反閑；需乒考慮騰收縮婆率；有粗糙梅度愈奇小愈嬸好；果必要鎮(zhèn)時(shí)應(yīng)妙有脫禾模斜造度；濁邊緣揮適當(dāng)怕加大吳（后鐮去除慢）；船凹、彈凸不株能相堆差太挎大，鼻盡量網(wǎng)避免策尖角母模矩材料零：金埋屬或澤非金境屬5.太2化學(xué)錫加工利用禿酸、喝堿、斷鹽等娘化學(xué)烤溶液撫與金配屬發(fā)沉生化蒜學(xué)反轉(zhuǎn)應(yīng)，啞使金概屬溶惱解，便改變棋工件稼尺寸俘和形匹狀5.絞2.繼1化學(xué)授蝕刻（化鄰銑）（以漏門板逐模具吸制造信為例櫻）5.泉2.落2照相陸化學(xué)奇腐蝕介加工蝕刻籠工序利用乖相片蝕和電盈腦技叔術(shù)制雅成圖暗案底驢片(菲林)；將底狐片粘誰(shuí)貼到閘涂有激光阻棟介質(zhì)世涂層斷且干形凈的咱工件岸表面腿；將工匹件置民于紫稼外線捷燈照酒射下購(gòu)，并誰(shuí)在顯辯影液扎中顯僑影，弱將曝分光部曲位清嶄除；將工隨件浸桃入酸坊液(硝酸勒或氯谷化鐵色？)池中建或?qū)樗嵋汗鲊婌F逼至工牽件表董面，期控制涌時(shí)間光，清淋洗5.課3超聲席波加加工跨機(jī)殲械、板電、泡光3個(gè)學(xué)掉科19滿50年代毛起步茄（日碑本）劫，我學(xué)國(guó)50年代盾末開(kāi)諷始5.紋3.奮1超聲向波加右工基本儀原理鮮與特禾點(diǎn)次聲縣波＜16吵Hz（次/s）聲波＞16斗~2災(zāi)×1騾04Hz超聲黃波＞2×暗104~1襯07Hz蝙蝠抓、狗潮、鯨猴、海略豚等按可聞特超貸聲波棗（微效波超退聲）嗽＞0.進(jìn)5×沈109Hz超聲粱振動(dòng)接驅(qū)動(dòng)狂磨粒題撞擊噴脆性蕉工件發(fā)，實(shí)艦現(xiàn)加由工（沈穿孔小、切酸割等茶）特點(diǎn)滾：1）加轟工脆稼性不廚導(dǎo)電效材料(陶瓷程、玻佩璃、用寶石訂等)；2）工悉具簡(jiǎn)友單，志通用既？設(shè)驗(yàn)備結(jié)牢構(gòu)簡(jiǎn)蕩單3）對(duì)旱工件覺(jué)作用藍(lán)力小5.慢3.示2設(shè)備超聲稅波發(fā)倆生器5.矮3.事3基本好工藝慨規(guī)律5.造3.續(xù)4應(yīng)用切削尖，磨夏削，犁光整訴加工躬，塑鈔性加熔工，茄磨料潮沖擊晴加工誤，焊嫂接5.止4激光圾加工19督60年代譯開(kāi)始軍發(fā)展祥起來(lái)5.糧4.止1原理航與特深點(diǎn)能量麥高度境集中肆，局固部高襲溫達(dá)104℃，格功率廉密度吸達(dá)108~1抓010w/葬cm2特點(diǎn)蘇：1）不勇需要原工具進(jìn)，不膨存在久工具燃損耗懂，無(wú)泡接觸緊加工痰（無(wú)雜力的偵作用赴），禾能量槍及其朋移動(dòng)鉗速度斃均可遙調(diào)，惰可實(shí)依現(xiàn)多菊種加割工目脫的2）幾沫乎能街加工譽(yù)任意餐材料危，特效別適崗用于另高硬棉度、管高脆滑性、競(jìng)高熔亂點(diǎn)的曠材料3）加舟工速助度快鴨，效頌率高誦，熱宏影響鐵區(qū)小耗，加翁工質(zhì)罵量穩(wěn)六定4）適醉合加尾工小編孔、贈(zèng)窄縫敗，光旗斑可重聚焦摩到微然米級(jí)5）可耐穿越隙透明郊材料淘，如需對(duì)真盲空管暮內(nèi)部烘進(jìn)行焊接特點(diǎn)憐：6）與月電子餓束加脫工等叫比較較，裝預(yù)置簡(jiǎn)小單，途不要矮求抽申真空曠系統(tǒng)7）需課反復(fù)領(lǐng)試驗(yàn)抓，尋章找合辣理參綱數(shù)，礦為減尊少反駁射，聚工件面應(yīng)色詠化、菜打毛8