第六章：电化学加工技术
6.1.1 电化学加工的原理与特点
1. 电化学加工的原理
图6-1所示为电化学加工的原理。两片金属铜(Cu)板浸在导电溶液，例如氯化铜(CuCl2)的水溶液中，此时水(H2O)离解为氢氧根负离子OH－和氢正离子H+，CuCl2离解为两个氯负离子2Cl－和二价铜正离子Cu2+。当两个铜片接上直流电形成导电通路时，导线和溶液中均有电流流过，在金属片(电极)和溶液的界面上就会有交换电子的反应，即电化学反应。溶液中的离子将作定向移动，Cu2+正离子移向阴极，在阴极上得到电子而进行还原反应，沉积出铜。
在阳极表面Cu原子失掉电子而成为Cu2+正离子进入溶液。溶液中正、负离子的定向移动称为电荷迁移。在阳、阴电极表面发生得失电子的化学反应称为电化学反应。这种利用电化学反应原理对金属进行加工(图7-1中阳极上为电解蚀除，阴极上为电镀沉积，常用以提炼纯铜)的方法即电化学加工。
1—阳极；2—阴极
图6-1 电解(电镀)液中的电化学反应
2. 电化学加工的分类
电化学加工有三种不同的类型。第Ⅰ类是利用电化学反应过程中的阳极溶解来进行加工，主要有电解加工和电化学抛光等；第Ⅱ类是利用电化学反应过程中的阴极沉积来进行加工，主要有电镀、电铸等；第Ⅲ类是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工艺进行加工，目前主要有电解磨削、电化学阳极机械加工(其中还含有电火花放电作用)。电化学加工的类别如表7-1所示。本节主要介绍电解加工、电铸成型、电解磨削，其它的电化学加工请参考相关资料。
表6-1 电化学加工分类
3. 电化学加工的适用范围
电化学加工的适用范围，因电解和电镀两大类工艺的不同而不同。
电解加工可以加工复杂成型模具和零件，例如汽车、拖拉机连杆等各种型腔锻模，航空、航天发动机的扭曲叶片，汽轮机定子、转子的扭曲叶片，炮筒内管的螺旋“膛线”(来复线)，齿轮、液压件内孔的电解去毛刺及扩孔、抛光等。电镀、电铸可以复制复杂、精细的表面。
6.1.2 电解加工
1．电解加工的原理及特点
1) 基本原理
电解加工是利用金属在电解液中的“电化学阳极溶解”来将工件成型的。
如图6-2所示，在工件(阳极)与工具(阴极)之间接上直流电源，使工具阴极与工件阳极间保持较小的加工间隙(0.1～0.8 mm)，间隙中通过高速流动的电解液。这时，工件阳极开始溶解。开始时，两极之间的间隙大小不等，间隙小处电流密度大，阳极金属去除速度快；而间隙大处电流密度小，去除速度慢。
随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去直至将工具的形状复制到工件上。
图6-2 电解加工原理图
2) 特点
电解加工与其他加工方法相比较，它具有下列特点:
(1) 能加工各种硬度和强度的材料。只要是金属，不管其硬度和强度多大，都可加工。
1
23
45
1—直流电源；2—工具电极；3—工件阳极；
4—电解液泵；5—电解液
(2) 生产率高，约为电火花加工的5～10倍，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精度和表面粗糙度的限制。
(3) 表面质量好，电解加工不产生残余应力和变质层，又没有飞边、刀痕和毛刺。在正常情况下，表面粗糙度Ra可达0.2～1.25 μm。
(4) 阴极工具在理论上不损耗，基本上可长期使用。
电解加工当前存在的主要问题是加工精度难以严格控制，尺寸精度一般只能达到0.15～0.30 mm。此外，电解液对设备有腐蚀作用，电解液的处理也较困难。
2. 电解加工设备
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。
1) 直流电源
电解加工常用的直流电源为硅整流电源和晶闸管整流电源，其主要特点及应用见表6-2。
表6-2 直流电源的特点及应用
2) 机床
电解加工机床的任务是安装夹具、工件和阴极工具，并实现其相对运动，传送电和电解液。电解加工过程中虽没有机械切削力，但电解液对机床主轴和工作台的作用力是很大的，因此要求机床要有足够的刚性；要保证进给系统的稳定性，如果进给速度不稳定，阴极相对工件的各个截面的电解时间就
不同，影响加工精度；电解加工机床经常与具有腐蚀性的工作液接触，因此机床要有好的防腐措施和安全措施。
3) 电解液系统
在电解加工过程中，电解液不仅作为导电介质传递电流，而且在电场的作用下进行化学反应，使阳极溶解能顺利而有效地进行，这一点与电火花加工的工作液的作用是不同的。同时电解液也担负着及时把加工间隙内产生的电解产物和热量带走的任务，起到更新和冷却的作用。
电解液可分为中性盐溶液、酸性盐溶液和碱性盐溶液三大类。其中中性盐溶液的腐蚀性较小，使用时较为安全，故应用最广。常用的电解液有NaCl、NaNO3、NaClO3 三种。
NaCl 电解液价廉易得，对大多数金属而言，其电流效率均很高，加工过程中损耗小并可在低浓度下使用，应用很广。其缺点是电解能力强，散腐蚀能力强，使得离阴极工具较远的工件表面也被电解，成型精度难于控制，复制精度差；对机床设备腐蚀性大，故适用于加工速度快而精度要求不高的工件加工。
NaNO3电解液在浓度低于30%时，对设备、机床腐蚀性很小，使用安全。但生产效率低，需较大电源功率，故适用于成型精度要求较高的工件加工。
NaClO3电解液的散蚀能力小，故加工精度高，对机床、设备等的腐蚀很小，广泛地应用于高精度零件的成型加工。然而，NaClO3是一种强氧化剂，虽不自燃，但遇热分解的氧气能助燃，因此使用时要注意防火安全。3. 电解加工应用
日前，电解加工主要应用在深孔加工、叶片(型面)加工、锻模(型腔)加工、管件内孔抛光、各种型孔的倒圆和去毛刺、整体叶轮的加工等方面。
图6-3是用电解加工整体叶轮，叶轮上的叶片是采用套料法逐个加工
的。加工完一个叶片，退出阴极，经分度后再加工下一个叶片。
图6-3 电解加工整体叶轮
6.1.3 电铸成型 1．电铸成型原理及特点 1) 成型原理
与大家熟知的电镀原理相似，电铸成型是利用电化学过程中的阴极沉积
现象来进行成型加工的，即在原模上通过电化学方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。但电铸与电镀又有不同之处，电镀时要求得到与基体结合牢固的金属镀层，以达到防护、装饰等目的。而电铸则要电铸层与原模分离，其厚度也远大于电镀层。
电铸原理如图6-4所示，在直流电源的作用下，金属盐溶液中的金属离
空心水套管
叶片阴极片
分度
阴极片
进给
电解液
子在阴极获得电子而沉积在阴极母模的表面。阳极的金属原子失去电子而成为正离子，源源不断地补充到电铸液中，使溶液中的金属离子浓度保持基本不变。当母模上的电铸层达到所需的厚度时取出，将电铸层与型芯分离，即可获得型面与型芯凹、凸相反的电铸模具型腔零件的成型表面。
图6-4 电铸成型的原理
2) 特点
(1) 复制精度高，可以做出机械加工不可能加工出的细微形状(如微细花纹、复杂形状等)，表面粗糙度Ra 可达0.1 μm ，一般不需抛光即可使用。 (2) 母模材料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模。 (3) 表面硬度可达35～50HRC ，所以电铸型腔使用寿命长。
(4) 电铸可获得高纯度的金属制品，如电铸铜，它纯度高，具有良好的导电性能，十分有利于电加工。
(5) 电铸时，金属沉积速度缓慢，制造周期长。如电铸镍，一般需要一周左右。
6
镀槽；2—阳极；3—蒸馏水瓶；
直流电源；5—加热管；
恒温装置；7—温度计；8—母模；电铸层；10—玻璃管
(6) 电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄，仅为4～8 mm左右。电铸层一般都具有较大的应力，所以大型电铸件变形显著，且不易承受大的冲击载荷。这样，就使电铸成型的应用受到一定的限制。
2．电铸设备
铸设备(如图6-4所示)主要包括电铸槽、直流电源、搅拌和循环过滤系统、恒温控制系统等。
1) 电铸槽
电铸槽材料的选取以不与电解液作用引起腐蚀为原则。一般用钢板焊接，内衬铅板或聚氯乙烯薄板等。
2) 直流电源
电铸采用低电压大电流的直流电源。常用硅整流，电压为6～12 V左右，并可调。
3) 搅拌和循环过滤系统
为了降低电铸液的浓差极化，加大电流密度，减少加工时间，提高生产速度，最好在阴极运动的同时加速溶液的搅拌。搅拌的方法有循环过滤法、超声波或机械搅拌等。循环过滤法不仅可以使溶液搅拌，而且在溶液不断反复流动时进行过滤。
4) 恒温控制系统
电铸时间很长，所以必须设置恒温控制设备。它包括加热设备(加热玻璃管、电炉等)和冷却设备(冷水或冷冻机等)。
3．电铸的应用
电铸具有极高的复制精度和良好的机械性能，已在航空、仪器仪表、精密机械、模具制造等方面发挥日益重要的作用。
图6-5为刻度盘模具型腔电铸过程。其中图(a)为电铸过程中的阴极母模简图，图(b)为母模进行引导线及包扎绝缘处理图，图(c)为电铸，图(d)为电
铸产品后处理图。
图6-5 刻度盘模具型腔电铸过程
(a )(b )
(c )(d )
1—母模；2—绝缘板；3—螺钉；4—导电杆；5—塑料管；6—铸件；7—铜套；8—芯轴
钢模板加工与制作施工方案 编制： 审核： 批准： 编制单位：渤海石油航务建筑工程有限责任公司海南洋浦项目部
目录 一．概述 (1) 二．工程概况 (1) 三．模板加工 (1) 四．模板加工顺序 (2) 五．模板受力计算 (2) 六．主要投入的设备 (6) 七．主要投入的人力资源 (6) 八．安全管理 (6) 附件：模板加工图纸
一．概述 1.1编制范围 本施工方案仅针对海南液化天然气（LNG）站线项目取水口工程沉箱与取水管预制模板加工。 1.2编制依据 ?《海南液化天然气（LNG）站线项目取水口工程招标文件》； ?中交第四航务工程勘察设计院有限公司《海南液化天然气（LNG）站线 项目取水口工程施工图纸》； ?港口工程等施工技术规范及工程质量检验评定标准，以及国家颁发的 相关施工规范和验收标准； ?海南省建设委员会颁发的有关建筑施工规程、质量、安全、现场文明 施工等文件。 二．工程概况 海南液化天然气（LNG）站线项目取水口工程—沉箱及取水管结构，由中交第四航务工程勘察设计院有限公司设计，由渤海石油航务建筑工程有限责任公 司承建。 沉箱主尺寸为17.7m×14.2m×12.6m（2件），17.7m×13.8m×12.6m（2件）；取水管主尺寸为10.73m×3.95m×3m（40件），10.73m×4.2m×3m（2件）。 三．模板加工 沉箱模板底层模板加工一套，2、3层墙身模板一套，4层墙身模板加工一套。1、2#沉箱预制完成后根据3、4#沉箱结构进行模板改造。取水管模板第一次外模加工两套，内模板加工一套，封头模板加工两套。合计模板重量约 280t。根据现场施工条件，模板加工场设置在预制沉箱场地、钢筋加工场地中间。在现有铺好的整平的场地上用220工字钢，用水准仪找平，搭设模板加工平台，平台平整度在±5mm内，在平台上加工制作模板。模板的结构图详见附图。 模板加工质量标准
桥墩模板加工方案 1、编制原则 1.1规范墩身模板施工，保证作业安全。 1.2本着节约、经济的原则，可以循环使用不造成浪费。 1.3安全牢固、拆卸简单、易于施工。 2、编制说明 本次模板加工方案适用于xx汾河特大桥主墩、过渡墩以及本标段内所有墩身模板施工。 3、工程概况 汾河特大桥全长7980.94m，孔跨布置为9-24m简支T梁+129-32m 简支T梁+2联(48+80+48)m连续箱梁+5-56m简支箱梁+44-64m简支箱梁，共有墩台194个，其中墩高大于50m的71个。 加工模板类型有： ①连续梁主墩实体墩身钢模板 ②连续梁主墩空心墩身钢模板 ③连续梁边墩空心墩身钢模板 ④简支梁空心墩1、简支梁空心墩2墩身钢模板 ⑤简支梁空心墩3墩身钢模板 4、施工准备 4.1施工场地准备 在xx边建设临时加工厂，以减少运输成本，且便于与项目部及施工现场沟通。
4.2机械设备、人员投入 根据现场施工情况和工程进度情况投入施工设备和人员，确保按期完成施工任务。 主要机械设备计划表 序号机械名称规格型号计划数量备注1液压闸式剪板机QC11Y-16X40001 2数控液压板料折弯机WC67Y-100T1 3摇臂钻床Z3050X161 4逆变气保焊机KE-500N5 5电焊机BX1-6305 6卷板机W11-20X20001 7开式可倾压力机J23-1001 8叉车FD402 9液压联合冲剪机Q35Y-301 10切割机1 11自行式龙门吊1 4.3加工人员基本要求 4.3.1模板加工过程各工位的操作人员必须按照钢模板加工工艺和施工图纸的用材型号规格及尺寸要求加工。 4.3.2加工过程对于施工不清楚的部位应立即停止下道工序加工，必须及时向现场工作的技术人员、咨询明白后方可以进行下道工序工作。 4.3.3钢模板加工过程的重要和关键部位、工序、工位和钢模板
页码 1 — 6 埃马克高精密电解加工(PECM 技术——应对难加工材料的解决方案 汽车生产行业发展飞速,其趋势之一就是,建设新的生产基地,迎接新的挑战。特别是南美和中国,正在建设大量的生产基地,这些基地的规划会受到多种需求的影响。不仅需要建设具备创新技术和高度灵活的生产线来确保产量的提高(例如,每天出厂的乘用车数量,还要必须保障产品质量的不断提高。因此,在研发更有效的新工艺方面,对机械工程设计行业的创新者们提出了更高的要求,而埃马克(EMAG 的PECM 技术在对难加工材料制成的复杂零部件进行加工时拥有巨大的优势。 汽车工业、航空工业以及其他工业部门的发展为加工行业带来了巨大挑战,因为随着这些行业的发展和技术的进步,他们需要越来越多的难加工材料,以及制造更多具有特别复杂几何形状的新零部件。制造这些零部件所需的新工艺必须能够保证高效的生产工艺,和保证绝对的工艺完整性。 关注高难度的加工要求 在这种背景下,显而易见,生产计划人员必须要努力寻找新的创新性加工工艺。同时人们经常会问:那些机械工程设计领域中的新技术能否应对不断增长的生产需求?对于这一问题,埃马克集团旗下的一家电解加工(ECM 技术公司 EMAG ECM GmbH 给出了一个特殊的答案。埃马克的专家们利用他们称之为 PECM 的技术(“ P ”代表“精密”,进一步改进了该工艺。他们从一开始就特别关注加工复杂零部件
过程中所需的高难度任务。正如 EMAG ECM 技术销售主管理查德 ·凯勒所说:“在加工高强度合金时,许多用户至今仍依赖高速铣削和电火花放电加工。但是这项技术有自己的劣势,比如,工具磨损非常大,而且产生高温对材料造成不良影响。在PECM 中,则不会存在这些问 页码 2 — 6 题,即使出现这些现象,所造成的影响也是微不足道的。事实上,这正是该项工艺的特殊优势所在。” 高质量的工艺 该项工艺具有出众的优势:加工高强度合金(又被称为“超级合金”以及其它难加工材料时,工具基本上没有明显的磨损。产品表面光洁度非常高:没有毛刺,也没有材料结构损害。这是如何实现的呢?首先, EMC 工艺在清除材料的过程中,动作非常柔和。工件作为阳极,工具作为阴极,在这两极之间有电解液,电解液可以将金属离子从工件上剥离。由于工具的阴极形状代表了所期望的工件形状,因此仅在需要清除的地方清除材料即可。通过这种技术, 可以在非接触式、不受热效应影响的情况下加工出曲面、环形通道、凹槽或腔室等形状,并且能够确保最高的精确度。 更高的效率 凯勒先生说:“这项工艺使我们能够生产最为精致和复杂的零部件。我们已经有意识地将 ECM 发展为 PECM ,以确保我们能够在越来越小的部件上实现更高精度
电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，（950℃以上有可能形成热槽）在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 电解铝-工艺流程 电解铝生产过程 铝电解工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3==4Al 3O2。阳极： 2O2ˉ-4eˉ=O2↑阴极:Al3 3eˉ=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康
需对阳极气体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯.型材等。其生产工艺流程如下图：氧化铝氟化盐碳阳极直流电 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 排出阳极气体------ 电解槽 ↑ ↓ ↓ 废气← 气体净化铝液 ↓ ↓ 回收氟化物净化澄清 ↓ ↓ ↓ 返回电解槽 浇注轧制或铸造 ↓ ↓ 铝锭线坯或型材 电解铝-产业特点 电解铝 世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成
多相电解质体系。其中Na2AlF6-Al2O3二元系和Na3AlF6-AlF3-Al2O3三元系是工业电解质的基础。电解铝工业对环境影响较大，属于高耗能，高污染行业。电解铝生产中排出的废气主要是CO2，以及以HF气体为主的气-固氟化物等。CO2是一种温室气体，是造成全球气候变暖的主要原因。而氟化物中的CF4和C2F6其温室作用效果是二氧化碳的6500-10000倍，并且会对臭氧层造成不同程度的影响。HF则是一种剧毒气体，通过皮肤或呼吸道进入人体，仅需1.5g 便可以致死。 电解铝-发展现状 电解铝 中国铝电解技术自70年代末引进160KA中间下料预焙槽技术之后，从消化国外技术开始，揭开了中国现代铝电解技术发展的序幕，以铝电解槽热电磁力特性及磁流体数学模型研究为核心，在工艺、材料、过程控制及配套技术等方面展开了广泛深入的研究工作。九十年代以来，在基础理论、大型铝电解槽开发以及工程应用取得了一系列成果，开发成功了280、320KA以上的特大型电解槽技术，使铝工业的技术进步令人注目。大容量电解槽的开发，使中国铝电解技术总体上达到了国际先进水平，电解铝工业的面貌发生了根本的改变。 实际运行指标差。由于开发时间短，对中国大型铝电解槽在生产领域的深层次开发明显不足，致使实际运行指标的生产指标与国际先进水平还有较大差距。多数在大负荷、小电网环境下运行，安全隐患多。铝电联营是中国电解铝企业发
电解加工 概述：利用金属在电解液中产生电化学阳极溶解的原理对工件进行成形加工的特种加工，又称电化学加工，英文简称ECM。电解加工于20世纪50年代中期在苏联和美国开始应用。日本于60年代初期发明的混入一定量压缩空气的混气电解加工，提高了加工精度。 电解加工的工艺与原理：电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最终两极间各处的间隙趋于一致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。 工艺条件: (1)工件阳极和工具阴极(大多为成型工具阴极)间保持很小的间隙(称作加工间隙)，一般在0.1-1mm范围内。 (2)电解液从加工间隙中不断高速(6-30m/s)流过，以保证带走阳极溶解产物和电解电流通过电解液时所产生的热量，并去极化。 (3)工件阳极和工具阴极分别和直流电源(一般为10-24V)连接，在上述两项工艺条件下，则通过两极加工间隙的电流密度很高，高达10-100A/cm2数量级。(4) 工件上与工具阴极凸起部位的对应处比其他部位溶解更快。随着工具阴极不断缓慢地向工件进给，工件不断地按工具端部的型面溶解，电解产物不断被高速流动的电解液带走，最终工具的形成状就"复制"在工件上。 应用：电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺等加工。电解加工具有如下特点: (1)加工范围广。 (2)生产率高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。 (3)加工质量好。 (4)可用于加工薄壁和易变形零件。 (5)工具阴极无损耗。 电解加工的局限性: (1)加工精度和加工稳定性不高。 (2)由于阴极和夹具的设计、制造及修正困难，周期较长，因而单件小批量生产的成本较高。 发展：为了提高加工精度，除采用混气电解加工外，还发展了小间隙高速进给电解加工（电解间隙值为0.03～0.10毫米）、脉冲电流和振动电解加工，并使用低浓度电解液等，这些都有利于提高加工精度。采用快速切断（短路保护）装置和加工参数适应控制系统，可提高机床本身的稳定性和自动化程度。掌握电解加工成形规律和采取反拷阴极法，能缩短阴极设计和制造周期。
电化学加工原理及应用 电化学加工（Electrochemical Making），也称电解加工，是利用金属在外电场作用下的高速局部阳极溶解实现电化学反应，对金属材料进行加工的方法。常用的电化学加工有电解加工、电磨削、电化学抛光、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。 电化学加工的原理： 电化学加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解来将工件成型的。如图1 所示，工件接直流电源的正极为阳极，按所需形状制成的工具接直流电源的负极为阴极。阳极表面铁原子在外电源的作用下放出两个电子，成为正的二价铁离子而溶解进入电解液中（Fe－2e＝Fe+2）。溶入电解液中的Fe+2又与OH－离子化合，生成Fe(OH)2沉淀，随着电解液的流动而被带走。Fe(OH)2 又逐渐为电解液中及空气中的氧氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀。 正的H+被吸收到阴极表面，从电源得到电子而析出氢气（2H+＋2e=H2↑）。电解液从两极间隙（0.1～0.8 mm）中高速（5～60 m/s）流过。当工具阴极向工件进给并保持一定间隙时即产生电化学反应，在相对于阴极的工件表面上，金属材料按对应于工具阴极型面的形状不断地被溶解到电解液中，随着工件表面金属材料的不断溶解，工具阴极不断地向工件进给，溶解的电解产物不断地被电解液冲走，工件表面也就逐渐被加工成接近于工具电极的形状，如此下去直至将工具的形状复制到工件上。 电化学加工的应用： 电化学加工应用主要有电解加工、电化学抛光、电镀、电铸、电解磨削等方面。具体应用于发动机叶片加工、火炮膛线加工、加工锻模型腔、深孔、小孔、长键槽、等截面叶片整体叶轮以及零件去毛刺、难导电硬脆材料加工等。
航空发动机叶片加工----相对于叶片的几何结构及采用的材料, 电解加工能充分发挥其技术特长。尽管由于叶片精密锻造、精密铸造、精密辊轧技术的提高而有更多的叶片采用精密成形, 使电解加工叶片的数量有一些减少, 但随着叶片材料向高强、高硬、高韧性方向发展和钛合金、钴镍超级耐热合金的采用, 以及超精密、超薄、大扭角、低展弦比等特殊结构叶片的出现, 对电解加工又提出了新的、更高的要求, 电解加工依然是优选工艺方法之一。 如空心冷却涡轮叶片和导向器叶片上的许多小孔, 特别是深小孔和呈多向不同角度分布的小孔,用普通机械钻削方法特别困难, 甚至不能加工;而用电火花、激光加工又有表面再铸层问题, 且加工孔深也有限;采用电解方法则加工效率、加工质量明显提高, 加工孔深大大增加, 还可以采用复合多孔加工方式, 使加工效率提高几倍、十几倍。 为了满足第三代、第四代飞机高推重比、高可靠性的要求, 各类新型航空、航天发动机相继采用整体叶轮、整体叶盘结构。电解加工与数控技术的结合，是可望解决难切削材料整体叶盘的优质、高效、低成本加工问题的有效途径。 火炮膛线加工----随着兵器技术的发展，对火炮身管的要求也越来越高。随 着炮管材料变硬，膛线数目增多，槽线变深，缠角变大，机械拉削难以实现膛线的加工；因电解加工具有一次成型、加工效率高，离子级溶解、表面质量好，工具损耗小、无残余应力的优点，在深孔和膛线加工中尤为突出。因此，电解加工膛线变得不可或缺。 零件去毛刺----去毛刺是机械加工最后阶段必须进行的一项重要的技术，对 于可达性差、与主孔垂直的内部交叉阵列孔毛刺，一般的加工方法难以实现对其去除。目前国内主要采用手工的方法进行去除，该方法存在去除效率低、成本高的缺点，故需寻求一种去除效率高、自动化程度高的加工方法。 电化学去毛刺是金属在电解液中发生基于电化学作用的阳极溶解而去除零 件毛刺的加工工艺方法，这是一种先进的去毛刺技术，是电化学加工中发展较快、应用较广的一项工艺，它具有去除毛刺质量好、安全可靠、高效等优点，且能去除可达性差的复杂内腔部位的毛刺，现已在汽车发动机、航空航天、气动液压等领域得到运用。在汽车转向器中的螺杆轴上内交叉阵列小孔毛刺去除的实例实验验证中得到了良好的加工效果。 难导电硬脆材料加工----因半导体、光学玻璃、工程陶瓷等难导电硬脆材料 具有耐磨性强、硬度高等优良性能，故在电子、光学等领域得到了广泛应用。但难导电硬脆材料的脆性大，采用传统机械加工方法成本高、效率低，且易产生微裂纹，从而严重影响表面质量和性能。电加工是依靠电能、热能而不是机械能实现加工的，可以加工任何硬、脆、韧、软及高熔点的导电材料，而难导电硬脆材料一般不能直接采用电加工方法加工。郭永丰等研究了基于绝缘陶瓷辅助电火花加工原理在煤油中对绝缘陶瓷的电火花磨削加工，但加工效率较低。黑松彰雄研究了机械电解电火花复合磨削技术，该技术能实现对非导电陶瓷的高效精密加工，但仍存在放电难以控制和电能利用率低等问题。刘永红等提出了双电极同步伺服电火花机械复合磨削技术，实现了对非导电陶瓷的磨削加工，但辅助电极送给及控制系统较为复杂，导致放电状态难以精确控制。
第三节超声波加工 ●电火花加工和电解加工都只能加工金属导电材料，无法加工不导电的非金属 材料，而超声波加工不仅能加工硬质合金、淬火钢等脆硬金属材料，而且更适合加工玻璃、陶瓷、半导体、锗和硅片等不导电的非金属脆硬材料，同时还可以用于清洗、焊接和探伤等。 一、超声波加工的原理 ●超声波加工（ultrasonic machining，USM）是利用工具端面作超声频振 动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种加工方法 ●超声波加工是磨料在超声波振动作用下的机械撞击和抛磨作用与超声波空化 作用的综合结果，其中磨料的连续冲击是主要的。 ●加工时在工具头与工件之间加入液体与磨料混合的悬浮液，并在工具头振动 方向加上一个不大的压力，超声波发生器产生的超声频电振荡通过换能器转变为超声频的机械振动，变幅杆将振幅放大到0.01～0.15mm，再传给工具，并驱动工具端面作超声振动，迫使悬浮液中的悬浮磨料在工具头的超声振动下以很大速度不断撞击抛磨被加工表面，把加工区域的材料粉碎成很细的微粒，从材料上被打击下来。虽然每次打击下来的材料不多，但由于每秒钟打击16000次以上，所以仍存在一定的加工速度。 ●与此同时，悬浮液受工具端部的超声振动作用而产生的液压冲击和空化现象 促使液体钻入被加工材料的隙裂处，加速了破坏作用，而液压冲击也使悬浮
工作液在加工间隙中强迫循环，使变钝的磨料及时得到更新。 二、超声波加工的特点 ● ●a．可加工淬硬钢、不锈钢、钛及其合金等传统切削难加工的金属、非金属材 料；特别是一些不导电的非金属材料如玻璃、陶瓷、石英、硅、玛瑙、宝石、金刚石及各种半导体等，对导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金也能加工，但生产率低。 ●b．适合深小孔、薄壁件、细长杆、低刚度和形状复杂、要求较高零件的加工； ●c．适合高精度、低表面粗糙度等精密零件的精密加工。 ●（２）切削力小、切削功率消耗低 ●由于超声波加工主要靠瞬时的局部冲击作用，故工件表面的宏观切削力很小， 切削应力、切削热更小， ●（3）工件加工精度高、表面粗糙度低 ●可获得较高的加工精度（尺寸精度可达0.005～0.02mm）和较低的表面粗糙度 (Ra值为0.05～0.2)，被加工表面无残余应力、烧伤等现象，也适合加工薄壁、窄缝和低刚度零件。 ●（4）易于加工各种复杂形状的型孔、型腔和成型表面等， ●（5）工具可用较软的材料做成较复杂的形状。 ●（6）超声波加工设备结构一般比较简单，操作维修方便。 三、超声波加工的工艺规律
机械加工工艺过程 介绍模板
机械加工工艺过程 第一节基本概念 第二节工件的安装与基准 第三节工艺过程的制定 第四节机械加工工艺过程制定实例
§6.1 基本概念 一、工艺过程 生产过程中直接改变原材料的性能、尺寸和形状、使之变为成品的过程称为工艺过程 工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步和进给等组成。二、生产过程 在机械制造中, 从原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和, 称为生产过程． 生产过程实际上是由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和。 三、生产纲领和生产类型 1、生产纲领 工厂或产品的生产纲领是指包括备品和废品在内的该产品的年产
量。零件的生产纲领可按下式计算: 式中,N为零件的生产纲领( 件/年) ;Q为机器产品的年产量( 台/年) ;n为每台机器中该零件的数量( 件/台) ;a为备件百分率( %) ;β为废品百分率( %) . 2、生产类型 单件生产、大量生产和成批生产 §6.2工件的安装与基准 工件的安装 直接找正安装 划线找正安装
使用夹具安装 二、 工件的定位 ( 一) 六点定位原则 机床夹具 物体的六个自由度 一个物体在空间能够有六个独立运动。以右图为例, 它在直角坐标系OXYZ 中能够有三个平移运动和三个转动。三个平移运动分别是沿X 、 Y 、 Z 轴平移运动, 记为Z Y X \\ 三个转动分别是绕 X 、 Y 、 Z 轴的转动, 记为Z Y X // 习惯上把六个独立运动称作六个自由度, 如果采用一定的约束措施, 消除物体的六个自由度, 则物体被完全定位 X 自由度示意图
六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐6个自由度——用Z Y X Z Y X ,,,,, 表示。 要确定其空间位置, 就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个”点”, 6个点限制了工件的6 个自由度, 这就是六点定位原理。 ( 二) 六点定则的应用 完全定位 不完全定位 超定位
埃马克电化学公司关于整体叶盘精密电解加工 工艺综述面向未来的技术 EMAG ECM GmbH- A PECM Cost-Saving Approach to Blisk Manufacturing EMAG ECM GmbH, 2012 Abstract 摘要 整体叶盘的出现是为了满足市场的需求，与传统转子叶片和轮盘分离的装配式叶盘相比，由于减少了传统连接中的榫头，榫槽等装配零件，叶轮边缘负载降低，重量减轻 高达30%，同时由于避免了榫头气流损失也即减少动力消耗，从而也提高气动效率并 显著提高功率，有助于减少燃油消耗和废气排放。追溯其发展历史最初应用到高压压 气机以及商用压气机末端上。是现代燃气涡轮发动机中最具创新和挑战的零部件。 The emergence of BLISK(Bladed integrated Disk) is in order to meet the market demand calls, comparing with conventional separable assembled rotor blades and disk counterparts, due to the reduction in the conventional connector assembly parts of the disk lugs, blade root groove, etc.; the rim load lower. The essential advantages are that they reduce weight up to 30% as well as reduce aerodynamic losses by avoiding disk lugs air leakage flows, thus improve aerodynamic efficiency and the power output, specially it enables reduce in fuel consumption and exhaust gas volume emissions. Retracing the history of Blisk development, it’s application initially used in high-pressure compressors and commercial compressors. It is the most innovative and challenging components of modern gas turbine engine. 图1: 整体叶盘模拟图 Fig. 1: CAD Blisk
铝电解电容器生产工艺流程（附图片） (2009/12/18 15:19) 铝电解电容器主要原材料: 阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、华司、套管、垫片等 生产工序 切割、卷绕、含浸、装配、老化、封口、印刷、套管、测量、包装、检验等 电解电容原材料分切 小型电解电容器自动卷绕机
大型电解电容器自动卷绕机 电解电容芯子含浸 电解电容高温老化 电解电容性能测试
铝电解电容制造进程： 第一步：铝箔的腐化。 倘若拆开一个铝电解液电容的外壳，你会看到内里是几多层铝箔和几多层电解纸，铝箔和电解纸贴附在一起，卷绕成筒状的机关，这样每两层铝箔中间便是一层吸附了电解液的电解纸了。 铝箔的制造要领。为了增大铝箔和电解质的战争面积，电容中的铝箔的外观并不是平滑的，而是通过电化腐化法，使其外观形成崎岖不屈的形状，这样不妨增大7~8倍的外观积。电化腐化的工艺是较量庞杂的，此中涉及到腐化液的种类、浓度、铝箔的外观状态、腐化的速率、电压的动态均衡等等。 第二步：氧化膜形成工艺。 铝箔通过电化腐化后，就要运用化学方法，将其外观氧化成三氧化二铝——也便是铝电解电容的介质。在氧化之后，要仔细检讨三氧化二铝的外观，看是否有雀斑也许龟裂，将不足格的清除在外。 第三步：铝箔的切割。 这个措施很简单明白。便是把一整块铝箔，切割成几多小块，使其适当电容制造的必要。 第四步：引线的铆接。 电容外部的引脚并不是直连接到电容内部，而是经过内引线与电容内部连结的。因此，在这一步当中我们就必要将阳极和阴极的内引线，与电容的外引线经过超声波键正当连结在一起。外引线通常采纳镀铜的铁线也许氧化铜线以削减电阻，而内引线则直接采纳铝线与铝箔直
微小孔电解加工技术综述祝岳铭 电解加工是继电火花加工之后发展较快、应用较广泛的特种加工工艺。在机械制造业中,已成为一种不可或缺的工艺方法。电解加工利用金属在电解液中的电化学阳极溶解将工件加工成型,可以达到较好的表面粗糙度和较高的加工精度。相对于上述加工技术,电解加工具有如下 优势:加工范围广,不受金属材料本身力学性能的限制,可以加工镍、钴、钼、钛、硬质合金、 淬火钢、不锈钢、耐热合金等高强度、高硬度和高韧性的金属材料,能加工叶片、锻模、气膜 冷却孔等各种复杂型腔、型面和型孔。电解加工的生产率高,约为电火花加工的5一10倍,只 要有足够大的加工电流,其加工效率比切削钻削效率还高。由于在加工过程中不存在机械切削力,故不会产生由此引起的残余应力,亦无变形和毛刺等加工质量问题,且在理论上工具电极不 会耗损,可长期使用。 二、全球相关专利情况 本文使用INCOPAT数据库，选中所有国家，将分类号B23H3或B23H9结合“hole*”的相关关 键词进行限定，申请日截止到2019年5月10日，得到样本数据2798篇。 对INCOPAT数据库中使用分类号与关键词检索到的2798条结果的公开国家进行统计分析并 提取申请量最多的前十个国家，发现我国在该领域中的专利申请量处于领先地位，占比 32.75%；日本对小孔电解加工相关专利的申请量占全球申请量的35.98%；德美两国对小孔电 解加工相关专利的申请量占到了全球申请量的21%；可见国内对小孔电解加工领域较为重视，在国内其应用较为广泛，相关研究较多，与日本和美国的相关研究相差不多，技术较为成熟。 美国虽然整体申请量上不如中国和日本，但通用电气处于绝对的技术垄断地位，该公司的申 请量也是最多的；而排名前十的公司中，多数都是来自日本的企业，这也说明在日本电解加 工技术相对比较普及，技术比较成熟，应用比较广泛。我国的南京航空航天大学专利申请量 已经与美日两家企业接近，这也能够体现在我的检索过程中，在我的审查领域中，差不多接 近三分之一的案子都涉及电解加工，而经常用到来自南京航空航天大学的专利作为对比文件，说明南京航空航天大学在我国电解加工领域中的探索处于领先地位。 三、我国相关专利情况 我国对小孔电解加工的研究主要始于90年代以来，国内很多研究机构对微细电解加工进行 了大量深入研究。一方面是对于在电解加工中起决定作用的电化学基本原理和现象的研究和 深入理解，促使了如纳秒脉冲加工等新技术手段出现，使得电解加工的定域性得到了极大提高，实现了微米/亚微米的加工精度；另一方面，工艺参数的优化和工艺方法的创新在一定程度上弥补了微细电解加工的不足，例如采用高频脉冲电流、低浓度钝性电解液加工提高加工 精度，使工具电极摇动、振动或高速旋转以增强加工过程稳定性。 我国在2017年对于电解加工领域的申请量达到了最高，基于各大高校的积极探索和技术进步，尤其以南京航空航天大学为代表。进入2010年后专利申请量出现了阶段性涨幅，说明 近年来对于电解加工小孔的探索在不断进步，专利申请量也越发趋近稳定。 四、重点专利介绍 对于异形孔的加工，利用传统的机械加工方法对高温合金、硬质合金、耐火钢淬火钢等高硬度、高强度零件上的异形深孔通常比较困难，甚至无法实现。而采用电火花线切割成型的方法，加工效率较低，工具电极损耗比较大。而利用电解加工的方法制作异形微小孔或微深孔，没有宏观的切削力和切削热的作用，因此工件表面不会产生塑性变形层，也不会产生残余应力，没有显微裂纹，没有飞边毛刺。 因此，许多发明人采用电解加工方法来制作异形微小孔。US201213491700A提出了一种加工 非圆形孔的电解加工方法，该电解加工方法包括将脉冲电压施加到电极和工件从而使用导电
模板、模座加工工艺 一、主板的加工工艺： 针对夹板、脱料、下模板三块主板加工工艺具体如下： 1、备料前保证材料有0.4—0.5cm的余量，CNC备料时用扫表扫平基 准边，以四边分中定位、钻孔、铣屑，并注意加工深度要加上材料预留量的一半，然后倒角、攻牙（模板正侧面需刻上模号）。 2、针对客户要求的硬度及热处理方式进行热处理加工。一般用真空，深 冷和超冷。 3、热处理回来后，平面大水磨对模板进行粗磨（厚度分中研磨、以保证 铣位的深度准确），并预留0.1mm。 4、线割扫平基准边、扫平面，以螺丝孔坐标定位粗割，单边预留0.06mm 余量，开粗后在室温下放置8—12h，以释放内应力，减小变形。 5、平面大水磨将模板精磨到正寸，脱料板需磨压料槽。（并保证其光洁 度） 6、线割再扫平基准边、基准面，抓粗割的固定销或导柱套孔定位，精修 模板。 7、精修过程中注意控制间隙和实配手感。 二、模座加工工艺 1、CNC备料以四面分中定位、钻孔、铣屑加工，一般为45#钢或铝合 金。 2、倒角、攻牙，再加工侧面螺丝孔。 3、平面大水磨将模座两面磨平见光（如铝合金材质则需做阳极处理）。
4、慢割将下模座的导柱孔及销钉孔线割到实物紧配。 5、快割以销钉孔定位将上模座的外导套孔割到数，一般单边+0.15/s （灌胶）及下模座的落料孔。 6、平面大水磨将模板两面精磨见光，保证平面光洁度。 7、与模板组立后灌胶。 加工精度及内应力方面的控制 1、材料备料留余量在0.5—0.6cm，以确保在热处理后，研磨掉变形量 后模板尺寸仍有余量，以保证尺寸公差要求。 2、CNC备料要确保两最远螺丝孔间隙误差在0.2mm之内。 3、线割和平面研磨均为两次架模加工，即先粗磨留余量0.1mm，送由 线割开粗，再由大水磨换精磨砂轮将模板精磨到数。再由线割精修，且精修时三块主板需安排在同一台机同一垂直度，保证模具组立的畅顺。 4、外发热处理加工中要求采用多次回火，且在我司粗割后要在室温中放 置8—12h，以让模板释放内应力，再精磨、再精修，以减小以后使用过程中的变形量。 5、另为增加模具的稳定性能，多建议客户在热处理工艺采用超冷处理。 6、
电解加工设备的组成及特点 电解加工设备的组成 电解加工机床包括机床本体、整流电源、电解液系统三个主要实体以及相应的控制系统。各组成部分既相对独立，又必须在统一的技术工艺要求下，形成一个相互关联、相互制约的有机整体。正因为如此，相对于传统切削机床，电解加工机床具有其特殊性、综合性和复杂性。 电解加工机床的组成框图见图。 图电解加工机床的组成框图[4] Figure The composition diagram of the electrolytic processing machine 电解加工设备的特点 与常规切削机床不同，电解加工设备的相对独立性较大且专业领域各异，故各组成部分之间的相互匹配、协调尤为重要，并且鉴于电解加工的特殊工作条件，电解加工设备须具有以下特点： （1）机床刚性强。目前，电解加工中广泛采用了大电流、小间隙、高电解液压力、高流速、脉冲电流及振动进给等工艺技术，造成电解加工机床经常处在动态、交变负荷下工作，要保证加工的高精度和稳定性，就必须拥有很强的静态和动态刚性。 （2）进给速度特性硬、调速范围宽。应控制进给速度的变化量（工作进给的刚性）及进给速度范围。 （3）设备耐腐蚀性好。机床工作箱及电解液系统的零部件必须具有良好的抗化学和电化学腐蚀能力。其他零部件（包括电气系统）也应具有对腐蚀气体的防腐蚀能力。 （4）机床精度高。以确保加工过程中工具阴极与工件之间相对位置的准确
性。 （5）电气系统抗干扰性强。机床运动部件的控制和数字显示系统应确保所有功能不相互干扰，并能抵抗工艺电源大电流通断和极间火花的干扰。 （6）大电流传导性好。加工中需传输大电流，因而必须尽量降低导电系统线路压降，以减少能耗，提高传输效率。 （7）整体配套性好。设备应成套、完整，特别是电解液系统及测试系统。 （8）通用性强。电解加工设备成本较高，一次投资较大，而加工对象大部分属于小批量多品种生产，因而为保证设备的利用率和经济性，就要求机床的通用性强。 （9）安全、可靠。区别于常规切削，电解加工会产生各种危险、有害气体，并且加工区有电解液飞溅，所以电解加工机床需具有更高的安全、可靠性。 电解加工机床的要求 在电解加工机床上要安装夹具、工件和阴极工具，实现进给运动，并连接加工电源和电解液系统。它与常规金属切削机床相比，有其特殊性，这些特殊要求是： （1）机床刚性要高 电解加工虽然没有机械切削力，但电解液有很高的压强，如果加工面积较大，则电极安装座承受很大的电解液压力，因此电解加工机床必须有足够的刚度，否则将引起机床部件的过大变形，改变工具和工件的相对位置，降低加工精度。 （2）进给速度要平稳 金属的阳极溶解量是与时间成正比的，进给速度不稳定，阴极相对工件的各截面的电解时间就不同，影响到加工精度。此外，爬行进给易产生短路烧伤。 （3）防腐绝缘要求 电解加工箱中与电解液接触的部分必须采用耐腐蚀材料。由于电解加工现场有电解液雾气，所以在加工箱外的部件也采取相应的防腐蚀措施。 （4）安全措施要求 必须及时将电解加工过程中产生的大量氢气抽走，以防产生氢气爆炸事故。电解加工机床的主要部件 常见电解加工机床的组成见图。
第三节电解加工 电解加工是电化学加工中的一种重要方法。我国于50年代末首先在军工领域进行电解加工炮管腔线的工艺研究很快取得成功并用于生产。不久便迅速推广到航空发动机叶片型面及锻模型面的加工。到60年代后期，电解加工已成为航空发动机叶片生产的定型工艺。 1.电解加工原理 电解加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理对工件进行成形加工的一种工艺方法。加工时，工件接直流稳压电源正极，工具接负极，两极间保持0.1～lmm的间隙，具有一定压力(0.5～2.5MPa)的电解液从两极间隙中高速(5～60m／s)流过。加工过程中，随着工具阴极不断缓慢地向工件进给，工件则不断地按工具端部的型面溶解，电解产物则不断被高速流动的电解液带走，最终工具的形状就“复制”在工件上。 电解液与工具阴极材料 电解中常用的电解液有NaCl、NaNO3，和NaCIO3：三种溶液。在电解过程中，工件阳极和水不断消耗，而工具阴极和氯化钠并不消耗。因此，在理想的情况下，工具阴极可长期使用。氯化钠电解液不断过滤干净并经常补充适量的水，也可长期使用。 电解加工在专用的电解机床上进行，其中的直流稳压电源常采用低电压(6～24V)和大电流(500—20000A)。工具阴极材料常采用黄铜和不锈钢等。 2．电解加工的特点 ?(1)不受材料本身强度、硬度和韧性限制，可以加工淬火钢、硬质合金、不锈钢和耐热合金等高强度、高硬度和高韧性的导电材料。 ?(2)加工中不存在机械切削力，工件不会产生残余应力和变形，也没有飞边毛刺。 ?(3)可以达到0.1mm的平均加工精度和0.01mm的最高加工精度；平均表面粗糙度R a值可达 0.8μm，最小表面粗糙度R a值可达0.1μm。 ?(4)加工过程中工具阴极理论上不会损耗，可长期使用。 ?(5)生产率较高，约为电火花加工的5～10倍，某些情况下甚至高于切削加工。 ?(6)能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型腔与型面。 ?(7)电解加工的附属设备多，造价高，占地面积大，加工稳定性尚不够高。与此同时，电解液易腐蚀机床和污染环境，也必须引起重视。 二、电解加工的基本工艺规律 电解加工的工艺过程比较复杂，除了工具阴极在理论上不会损耗而不用考虑外，同样
如图4.1所示，为动模板的主要结构形式，具体尺寸详见零件图。由于动模板主要是平面和孔的加工，且内部有台肩，故采用刨削、铣削和镗削为主要加工方式，最后的精加工步骤采用磨削加工方式。具体工艺流程如表4.1所示。 图4.1 动模板
表4.1 动模板加工工艺流程 型芯材料：40Cr，硬度：45～48HRC 序号工序名工序内容 1 备料方形锻料，尺寸为360×260×50mm； 2 热处理将坯料进行退火处理； 3 刨削刨削坯料六个面，至尺寸为350.6×250.6×40.8mm； 4 磨削平磨上下两平面至尺寸为350.6×250.6×40.6mm； 5 划线由钳工进行划线，划出各孔中心线及型槽的位置； 6 钻孔在型芯通过孔和导柱孔位置钻孔，然后钻出各螺钉通过孔，定距拉杆躲避孔，复位杆通过孔及销钉孔，在模板两侧钻出螺钉孔并攻螺纹； 7 扩孔对上一步所钻各孔进行扩孔钻，留出精加工余量0.2mm； 8 镗削镗削加工两个型芯通过孔及内部台肩，四个导柱孔及内部台肩和定距拉杆躲避孔，留出加工余量0.4mm； 9 铣削铣削加工中间竖直方向矩形槽及水平方向两个矩形槽，留加工余量0.6mm； 10 校验检查各孔及各槽尺寸是否满足要求； 11 热处理将工件进行淬火，回火，并检查其表面硬度达到HRC45-48； 12 半精镗半精镗工件上定距拉杆躲避孔孔至标注尺寸，并达到规定的表面粗糙度要求，再半精镗型芯通过孔和导柱孔，留出精加工余量0.2mm； 13 精铰精铰各销钉孔，螺钉通过孔和复位杆孔达到规定的尺寸及技术要求； 14 磨削磨削模板上下端面，各型槽和内孔达到标注尺寸及规定的技术要求； 15 精修钳工研磨工件边缘倒角，并使型孔达到规定技术要求。
中文名称： 电解加工 英文名称： electrolytic machining 其他名称： 电化学加工(electrochemical machining) 定义： 利用金属在电解液中产生的阳极溶解的原理去除工件材料的特种加工。应用学科： 机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备（二级学科）；特种加工工艺（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片 电解加工示意图 基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按一定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法，称为电解加工。 目录 工艺特点 电解加工的局限性 工艺条件 其加工系统如图所示。但为了能实现尺寸、形状加工，还必须具备下列特定工艺条件： （1）工件阳极和工具阴极（大多为成型工具阴极）间保持很小的间隙（称作加工间隙），一般在0.1-1mm范围内。 （2）电解液从加工间隙中不断高速（6-30m/s）流过，以保证带走阳极溶解产物和电解电流通过电解液时所产生的热量，并去极化。
（3）工件阳极和工具阴极分别和直流电源（一般为10-24V）连接，在上述两项工艺条件下，则通过两极加工间隙的电流密度很高，高达10-100A/cm2数量级。 (4) 工件上与工具阴极凸起部位的对应处比其他部位溶解更快。随着工具阴极不断缓慢地向工件进给，工件不断地按工具端部的型面溶解，电解产物不断被高速流动的电解液带走，最终工具的形成状就“复制”在工件上。 编辑本段工艺特点 电解加工的工艺特点 电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成 形的一种特种 加工方法。加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解 液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化 学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲 走，最终两极间各处的间隙趋于一致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。 电解加工对于难加工材料、形状复杂或薄壁零件的加工具有显著优势。目前，电解加工 已获得广泛应用，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺 等加工。并且在许多零件的加工中，电解加工工艺已占有重要甚至不可替代的地位。 与其它加工方法相比，电解加工具有如下特点： （1）加工范围广。电解加工几乎可以加工所有的导电材料，并且不受材料的强度、硬度、 韧性等机械、物理性能的限制，加工后材料的金相组织基本上不发生变化。它常用于加工硬 质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。 （2）生产率高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。电解加工能以简 单的直线进给运动一次加工出复杂的型腔、型面和型孔，而且加工速度可以和电流密度成比 例地增加。据统计，电解加工的生产率约为电火花加工的5至 10 倍，在某些情况下，甚至可 以超过机械切削加工。 （3）加工质量好。可获得一定的加工精度和较低的表面粗糙度。 加工精度(mm)：型面和型腔为± 0.05～0.20；型孔和套料为± 0.03～0.05。 表面粗糙度(μm):对于一般中、高碳钢和合金钢，可稳定地达到 Ra1.6～0.4，有些合金
电解加工的原理及其在整体叶轮叶片加工中的应用 文献综述 前言 电解加工是一种电化学加工，是继电火花加工之后发展较快、应用较广的一种特殊加工技术。广泛应用于航空、航海、航天及部分民用企业的难切削材料的加工。八十年代以来，电解加工开始应用于叶片型面、整体叶盘、模具、复杂的薄壁机匣、电解去毛刺、螺杆钻具定子的加工上。多年来的实践证明，电解加工工艺合理、先进、质量稳定、效率高。为了提高对电解加工的认识和加深对其的理解，对国内现有的有关电解加工在整体叶轮叶片加工中的应用的文献进行了阅读、筛选、分析、归纳,试图从电解加工的原理及其在整体叶轮叶片加工中的应用等方面将有代表性的观点进行梳理,综述如下。 1、电解加工的原理 电解加工是利用金属在电解液中电化学阳极溶解的原理，获得具有一定尺寸精度和表面粗糙度的零件的成型方法。这是一种在高压力、高流速条件下进行的电化学过程。电解加工是一种非接触加工，对形状复杂的零件可以一次成型。其基本原理如图1.1所示，在加工过程中，极间通以低电压、高电流密度的直流电或脉冲电流，同时通以高速流动的电解液。阴极工具以一定的速度进给，以维持电极间的恒定小间隙。阳极工件则遵循法拉第定律按照工具阴极的形状不断溶解，直到工件的形状和尺寸均达到要求为止。图1.2是电解加工系统
示意图。 1.1 电解加工系统示意图 1.2 电解加工示意图 2.电解加工原理在整体叶轮叶片加工中的应用 论文《整体叶轮自由曲面叶片精密电解加工工艺研究》针对自由曲面整体叶轮提出了一种适用于自由曲面叶片型面精加工的电解工艺(ECM)方法,采用分步法对整体叶轮的叶间通道进行加工,再采用成形阴极对叶片进行精加工,使其满足叶片加工要求。为了实现叶片的精加工,设计了叶片电解精加工实验装置,设计中利用运动仿真软件 工具 工件 工件 工件 工具 工具