（全套设计打包）高温合金零件电解加工工装设计（喜欢就下吧）

电解加工的基本原理是电化学阳极溶解，而这电化学过程又是建立在电解加工间隙中特定的电场流场分布的基础上的，故电场理论流场理论以及电化学阳极溶解理论构成了研究电解加工工艺的三大基础理论。

电解加工以其在难切削材料复杂形状的零件加工中体现出的特殊优点，较好的适应了军事工业中若干重要关键产品的特殊需要，首先成为军工生产中不可缺少的重要手段和关键技术，在工业发达国家中获得了较好的应用效果，而我国则是世界上应用电解加工最多的国家只。

电解加工又称电化学加工，是金属工件在电解液中发生阳极溶解的种加工过程。

电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解原理，目的是获得具有定尺寸精度的零件。

电解加工是种在高压力高流速条件下进行的电化学过程。

电解加工区别于般电化学加工的关键就在于电解液的高速流动，加工时，工件接电源的正负，工具接电源的负极，按照般电化学过程，在电解液不流动或流速也很小时，电流也很小，只有当极简距小于，在高速流动流速大于的电解液中电流才会随间隙的减小显著增加。

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，加工开始加工终了电解加工电源工具阴极工件阳极电解液图.电解加工原理简图工件接电源正极，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，电解产物被高速流动的电解液带走，从而将工件加工成型。

电解加工作为种加工工艺方法，我们不仅要关心其加工原理，而且在实践上更关心其加工过程中工件尺寸形状以及被加工表面质量的变化规律。

而既能够定性分析又能够定量计算，可以深刻揭示电解加工工艺规律的基本定律就是法拉第定律。

法拉第定律包含以下两项内容在电极的两项界面处如金属溶液界面上发生电化学反应的物质质量与通过其界面上的电量成正比。

此称法拉第第定律。

在电极上溶解或析出克当量任何物质所需的电量是样的，与该物质的本性无关。

此称法拉第第二定律。

根据电极上溶解或析出克当量物质在两相界面上电子得失量的计算，对任何物质这特定的电量均视为常数，称为法拉第常数，记为。

•.•对于电解加工如果阳极只发生确定原子价的金属溶解而没有其他物质析出。

则根据法拉第第定律，阳极溶解的金属质量为.式中阳极溶解的金属质量单位电量溶解的元素质量，称为元素的质量电化当量•或•通过两相界面的电量•或•电流强度电流通过的时间或。

电解加工的成型过程及相关要求基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按定形状和尺寸加工成型的种工艺方法称为电解加工。

其加工系统如图.所示，基本够成与电解池相同。

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，般在.范围内。

电解液从加工间隙中不断高速流过，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。

工件阳极与工具阴极分别和直流电源般为连接，在上述两项工艺条件下，则通过两级加工间隙的电流密度很高，高达。

在上述特定工艺条件下，则工件阳极被加工表面的金属按照工具阴极形状被高速溶解，而且随着工具阴极向工件进给，保持很小的加工间隙，使工件被加表面不断高速溶解，如图.所示，直到达到所要求的加工形状和尺寸为止。

图.电解加工系统图直流电源工具阴极工件阳极电解液泵电解液图.电解加工成型过程示意图加工开始加工终止.电解加工的特点及分类与常规的切削加工方法相比，切削加工是依靠硬的工具挤压软的工件，使工件上多余的金属脱离工件基体到达成型目的。

然而，在电解加工中，阴阳极是不接触的，在阳极上发生电化学溶解反应，阳极的金属原子个个地脱离阳极表面，在阴极上发生析氢反应。

电解加工是种优点和缺点都十分明显的工艺，其独到的又是表现在高速。

在加工难切削材料复杂形状工件时，其加工效率比传统的切削加工可高出倍。

这是由于它是全型次加工，且其蚀除速度不受加工材料的硬度强度韧性的影响。

由于次成型，因而制造周期短。

加工表面质量好。

由于材料以离子状态去除，且为冷态加工，因而无冷作硬化层热再铸层以及由此而引起的表面显微裂纹。

表面光整无加工纹路，般粗糙度为，无毛刺。

由于无切削力和表层内应力，因而加工变形小。

工具无损耗。

由于工具阴极上的电化学行为只是析氢而无溶解，且不与工件接触，故正常加工条件下无短路烧伤时工具阴极不损耗。

可成型范围宽。

从简单的圆孔型孔到复杂的三维空间的型面型腔均可加工。

对难加工材料。

复杂形状工件的批量加工，电解加工是种低成本的工艺加工效率高。

常规的切削加工需要多次切削才能达到零件的尺寸精度，然而，电解加工通过简单的进给运动，次进给加工出复杂的型面型腔等，而且加工速度可以随电流密度成比例地增加。

据统计，电解加工的加工效率是电火花加工的倍。

美国公司使用电解加工工艺加工发动机部件，提高了生产效率，使得加工时间降低为传统切削加工时间的半。

而且电解加工速度不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。

进给运动简单。

电解加工的进给运动通常是直线运动，而没有复杂的曲线运动。

除此而外，电解加工还有如下所列的局限性，所以在选用时应特别注意加工精度和加工稳定性较差。

般三维表面成型精度为。

孔加工为。

这是由于极间间隙受电化场流场电场诸多因素的影响，目前尚无法直接采样控制，因而极间间隙不够均匀稳定。

且直流加工的散蚀能力较强，集中蚀除能力较弱，成型加工中需要有整形过程，且整平比不够高。

电解加工所需的附属设备较多，占地面积较大，而且机床需要足够的刚性和防腐蚀性能，造价较高。

工具阴极设计制造工作量大成本较高。

电解产物需进行妥善处理，否则将污染环境。

工具阴极的设计和修正比较麻烦，周期长，因而电解加工只适合大批量生产。

对于单件小批量生成，成本较高。

综上所述，电解加工对难加工材料复杂形状零件的批量生产是种高效高表面质量经济的工艺方法，只要加工对象选择得当，发挥出电解加工的优势，就能收到良好效果。

电解加工可根据不同的形式有以下几种分类方式。

电解加工按加工形式可分为立式加工和卧式加工，因此相应的设备有立式电解加工机床和卧式电解加工机床按照阴极与工件的相对位置可分固定式加工和移动式加工按照加工对象可分为深孔含异形深孔膛线花键含深槽双键四键型孔小孔型腔主要用于模具型面例如叶片套料去毛刺抛光刻蚀加工等。

电解加工与其他能量复合，或与其他加工方法复合，衍生出系列新的加工方法，可归为复合电解加工类，如电解成型磨削电解机械复合抛光电解磁力研磨磁场辅助电化学抛光电解电火花机械磨削电解机械超声三合抛光电解电火花复合加工或磁场复合电解加工等。

复合电解加工集电解加工和其他各种加工方法的优势，针对加工对象进行组合，取长补短，较容易达到有效提高加工指标的目的，是目前电解加工的发展方向之。

.电解加工的应用及研究现状电解加工在世纪年代初，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。

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。

电解加工现已成为航空航天制造业中种关键技术，被广泛地应用在发动机叶片等零部件的生产中，而且电解加工在兵器汽车医疗器材电子模具等行业中得到了许多应用。

国外很多研究机构对电解加工进行了大量的研究投入，并且在多方面取得了显著进展。

为适应高新技术的发展新型军工型号研制的需要，以及提高电解加工自身的水平，近二十余年，国内外在提高电解加工精度及扩大电解加工的应用等方面进行了大量的研究工作。

新型电解液脉冲电流电解加工复合电解加工数控展成电解加工等新兴工艺方法以及自动生产线自动机床等新兴电解加工设备的出现，为实现上述战略目标展现了广阔的前景。

随着世纪信息生物嶶纳技术的发展及其对制造技术不断增长的需要，微细加工将成为制造相应设备的重要手段，电解加工进行材料去除是以离子溶解的形式进行的，这种去除方式使得电解加工具有微细加工的可能。

目前国内外制造业均十分关注微细电化学加工发展，将电解加工高速去除金属的理念用到传统电化学过程中，是促进该项技术进步的有效途径，微细电化学加工就不仅仅指静态条件下的掩膜电化学刻蚀了。

利用电化学刻蚀技术，使其与超短脉冲电流电源间隙控制调节系统等技术集成，为实现亚微米级微细电化学加工提供条途径。

此外，利用电解原理，在磨削过程中了，不断对粘结金属的砂轮中的结合剂进行电解在线修形技术可以有效实现对硬脆材料的纳米表面加工。

目前电解加工发展方向主要有两方面是不断追求电解加工的极限加工能力，探求微纳米尺度上的加工二是针对目前工业制造中大量存在的尺寸从几微米至几百微米的结构，研究如何采用电解加工经济高效地进行加工。

目前，国内外开展这方面的研究主要包括针对硅材料的半导体加工技术和针对金属等非硅基材料的加工技术，前者研究比较系统成熟而针对金属材料，目前发展了许多不同的加工技术如技术电火花加工技术激光加工技术等，虽然加工精度和加工尺寸均能达到较高的水平，但是存在加工效率低成本昂贵加工范围有限等缺点。

.本课题主要研究的目的意义以及重点和难点研究对象加工精度难以保证工件材料硬度高，难切削，工序冗长良品率低加工后零件存在残余变形，即使在生产过程中采取校形时效措施，但合格品在库存时由于残余应力的释放又会造成零件再次变形而成为非合格产品，不能与其它零件进行装配。

采用电解加工需要设计套工装，通过工艺试验修正曲面阴极的形状。

通过本课题的设计，达到培养学生综合运用所学的基础课技术基础和专业课的知识，分析解决工程技术问题的能力巩固加深扩大基本理论和技能受高级工程技术人员能力的训练调研查阅文献，制定方案设计撰写。

创新能力和团队精神。

课题研究的内容是根据研究对象高温合金零件如图.和.所示，设计套加工该零件的电解加工工装，包括高温合金零件电解加工阴极装夹高温合金零件电解加工的阴极和工件的夹具装置运用等软件画出高温合金零件电解加工工装三维装配图。

电解加工装置除了应保证工件装夹和定位外，还应考虑导电供液流场分布，非加工面的保护，工件和工具即正负极阴阳极之间的绝缘等问题。

电解加工是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。

电解加工的重点是针对不同的加工零件设计出加工该零件的阴极以及装夹该零件电解加工的阴极和工件的夹具装置。

电解加工的难点是电解加工是种复制加工，工具阴极的轮廓形状须根据图纸给定图.高温合金零件二维图图.高温合金零件三维图的工件形状和加工间隙的分布规律来设计，加工间隙分布的不均匀导致阴极设计非常困难。

.电解加工的研究方法以及电解加工新技术基于离子蚀除原理的电解加工可望成为种超精密加工技术，但目前电解加工却与精密微细相距甚远。

作为特种加工中的种高效率无应力的加工技术，有必要深入研究电解加工的机理，特别是对加工精度和表面质量有显著影响的有关因素，比如电极溶液界面性质和间隙电场分布，探讨合适的工艺措施或测控技术。

于是，电解加工的研究方法。

测试和实验手段已经成为种迫切的课题提到桌面上来。

电解加工是个复杂的非线性时变系统，迄今为止，对电解加工过程的研究，包含对成型过程和加工间隙的研究对加工中的现象和机理的研究以及电解加工新技术措施的研制过