









A0装配图.dwg
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A2聚液板.dwg
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A3螺栓3张图.dwg
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A4零件图3张.dwg
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A4零件图7张.dwg
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油箱盖热锻模6张.dwg
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油箱盖热锻模电解加工工装设计开题报告.doc
油箱盖热锻模电解加工工装设计论文.doc
中期.doc
在般电化学系统中形成的离子双电层,电极表面只有少量剩余电荷,所产生的电位差不大,但它对电极反应的影响却很大,如果电位差为,界面上两层电荷间距的数量级为,则双电层的场强为。
离子双电层之所以能达到如此大的场强,就是因为两层电荷的距离太小,这样的场强足以使般条件下本来不能进行的化学反应变得可以进行,如电解水。
当然也可使电极反应速度发生极大变化,例如当界面电位改变,反应速度可改变倍。
在场强的数量级超过时,任何电介质均被击穿放电,引起电离,只不过电化学体系中可供击穿的粒子均在双电层外。
而电解加工系统的电流密度及电极表面剩余电荷远远高于般电化学系统,这也是电解加工能够进行的主要因素。
实际加工时,阳极溶解形成的加工间隙很大程度上受间隙流场电场的影响,因为工件与阴极间的几何形状差异使流场不能均匀分布,气液和固三相流间隙的成形规律十分复杂,沿程气泡率电解产物和温度的变化使工件溶解速度不能恒定,杂散腐蚀引起已加工面的二次蚀除使加工间隙失控。
工件阳极的电极溶液界面是形成最终成品的表面,在其发生的电化学过程是零件成形的实质过程,因此电解加工间隙的核心是工件电极溶液界面,即电极的双电层。
图.双电层分布示意图图.电极溶液界面电势示意图液相传质有电迁移扩散和对流三种方式。
间隙中从电极到溶液理论上可分为双电层扩散层和对流层三层,从扩散层向外为对流层,以对流传质为主。
在紧靠电极表面的薄层液体中,不管搅拌作用如何强烈,电迁移和扩散过程作为电极过程的部分仍起着重要作用。
当电极表面溶液当电极上有电流通过时,三种传质方式同时存在,各区域的传质方式以种或两种为主。
电解加工采用高压泵强力输液,对流速度远远大于扩散速度,具有实现稳态扩散的条件。
从所传输的粒子情况看,电迁移传输的是正负离子,扩散和对流传输的可以是离子分子,也可以是其他微粒。
在电迁移和扩散过程中,溶质与溶剂之间存在着相对运动在对流传质过程中,溶液的部分相对于另部分做相对运动,而运动的这部分溶液中不存在溶质和溶剂的相对运动。
阳极处开始有电解产物出现。
由于电解加工的工件电极本身是加工对象,两极的形状不是任意设计的,电极表面不可能靠改变形状获得均匀的扩散层。
虽然电解加工采用高压泵高速输送电解液,极大程度消除了因扩散阻力引起的浓差极化,但是由于电解加工的对象般形状较复杂,在工件不同部位的传质过程存在区别。
复杂零件的电解加工,间隙各处流场不均匀,并且因为电迁移扩散对流所传输的离子粒子种类和速度的差异,必然造成电解加工电极表面各处电极过程不均匀。
三种传质方式在间隙中的不同分布在电极表面附近溶液层中的不同比例对电极过程的影响,成为间隙形成过程中间隙不能均匀分布的重要因素。
即使形状简单,从供液孔到加工间隙的过水面积的变化也不可避免,造成空穴束流等。
这些也是目前仍然无法找到电解加工过程中实时检测间隙分布规律的因素。
微细电解加工时,由于工具电极直径只有几十微米到几百微米左右,高压高速的电解液冲刷会影响加工精度和破坏微细电极,所以通常采用静液或相当于静液电解槽内加工,这样就会使加工间隙中电解液供液困难,新鲜电解液很难流入加工间隙,电解产物和电解产生的热量也很难排除,因此,微细电解加工中必须考虑如何改善小间隙内电解液的充足供给和电解产物与电解热的排出问题。
在超纯水微细电解加工中,超纯水属于低浓度低电导率的电解液,并拥有较低的粘度,可以减少流动的压力损失并加快热量及产物的迁移,从而可运用于小间隙加工另外,其较高的热容可防止沸腾和空穴的形成,有利于小间隙高电流密度的加工。
电解加工以其加工速度快表面质量好凡金属都能加工而且不怕材料硬韧无宏观机械切削力工具阴极无损耗可用同个成形阴极作单方向送进而成批加工复杂型腔型面型孔等优点,在世纪年代初,首先在炮管膛线和航空发动机涡轮叶片的加工中得到应用,其后又逐渐扩大应用于锻模型腔深孔小孔长键槽等截面叶片整体叶轮的加工以及去毛刺等领域,取得了显著的技术经济效果。
但是,在年代以后,随着国际市场经济竞争形式的变化,产品更新换代快,生产批量减小,使得电解加工的适用范围也发生变化。
总体看应用范围有所减小,但应用要求却越来越高。
在经历大约年的低潮后,从世纪年代后期起,电解加工又重新焕发了生机。
其研究机构及人员逐渐壮大,应用领域尤其在航天航空军工领域有所扩展,研究成果及论著数量激增,工艺技术水平及设备性能均达到了个新的高度。
电解加工的基本原理是电化学阳极溶解,如图.所示。
此种加工技术要求被加工的工件必须为导电材料,工具通常为紫铜黄铜或不锈钢材料。
加工时,工件接电源正极,工具接电源负极,电源电压通常为,加工电流密度为。
工具电极向工件低速进给,使阴极和阳极之间保持较小的加工间隙,同时,使具有定压力.的电解液从间隙中流过,这时阳极工件的金属材料被逐渐溶解,电解产物
