电解加工中的增液孔设计及其应用

1.工作原理

利用金属在电解液中的电化学反应（阳极溶解）将工件加工成形。工作时，工件接阳极，工具（铜或不锈钢）接阴极，两极间加直流电压（6～24V），两极间保持0.1～1mm间隙。在间隙处通以6～60m/s高速流动电解液，形成极间导电通路，工件表面材料不断溶解，溶解物及时被电解液冲走。工具阴极不断进给，保持极间间隙。电解加工原理如图3-52所示。

2.电解加工特点

图3-52 电解加工原理图

1）不受材料硬度的限制，能加工任何高硬度、高韧性的金属材料，并能以简单的进给运动一次加工出形状复杂的型面和型腔。

2）加工型面、型腔生产率高（比电火花加工高5～10倍）。采用振动进给和脉冲电流等新技术，可进一步提高生产效率和加工精度。

3）阴极在加工中损耗小，可长期使用。

4）加工表面质量好，无毛刺、变形层和残余应力。

5）可加工叶片、锻模等复杂型面，以及易变形或薄壁零件。

6）加工精度（±0.03mm）及稳定性不易提高。

7）小孔、窄缝及棱角清晰零件难加工。

8）电极设计制造较麻烦，需多次修整。

9）设备投资大，有污染，需防护。

3.电解加工应用

（1）深孔扩孔加工 固定式阴极深孔扩孔的加工原理如图3-53所示。其加工特点是设备简单，操作方便，生产率高，但电源功率较大，加工精度及R_a不太均匀，阴极刚性弱。

图3-53 固定式阴极深孔扩孔加工原理

1—电解液入口 2—绝缘定位套 3—工件 4—工具阴极 5—密封垫 6—电解液出口

（2）型孔加工 用于形状复杂、尺寸较小的型孔加工，如四方孔、椭圆等非圆形状的通孔或不通孔的加工，多采用端面进给方式，阴极侧面须绝缘。内锥面高度为1.5～3.5mm。图3-54为断面进给式型孔加工示意图。

3.型腔加工

用于尺寸较大、形状复杂的型腔加工，生产率高，表面质量好，但加工精度不太高。多用于锻模型腔加工，精度控制在±0.1～0.2mm。也采用端面进给法。

阴极设计制造是关键。用成形精度高的电解液或混气加工时，阴极设计较易。为使流场均匀，阴极对应处加开增液孔，如图3-55所示。近年来发展用简单形状电极的数控电解加工，柔性好，准备时间减少，电源容量小，但加工速度降低。

图3-54 断面进给式型孔加工示意图(www.xing528.com)

1—机床主轴套 2—电解液进口 3—工具电极（阴极） 4—绝缘隔套 5—工件电极（阳极） 6—工具电极型面

图3-55 增液孔的设置

1—喷液槽 2—增液孔 3—电解液

4.套料加工

用于等截面的大面积异型孔或异型零件的加工，端面进给加工方式。套料阴极工具如图3-56所示。零件尺寸精度由阴极片内腔口保证，偶尔短路烧伤时，只需更换阴极片。

5.叶片加工

叶片型面复杂，精度要求较高，加工批量大，电解加工效果好。加工方式有单面加工和双面加工。机床有立式和卧式两种。多用NaCl电解液混气加工。电解加工整体叶轮已普遍应用，直接在轮坯上套料加工叶片（等截面），叶轮强度高，质量好，加工周期大大缩短。电解加工整体叶轮的示意图如图3-57所示。

图3-56 套料阴极工具

1—阴极片 2—阴极体

6.电解倒棱去毛刺

图3-58为齿轮的电解去毛刺示意图。加工原理是尖角处电流密度最高。去毛刺时间与加工电压、加工间隙及电解液参数有关。机加工中去毛刺工作量很大，电解去毛刺效率高，节省费用。

图3-57 电解加工整体叶轮

7.电解磨削

工件与磨轮保持一定接触压力，突出的磨料使磨轮导电基体与工件之间形成一定间隙。电解液从中流过时，工件产生阳极溶解，表面生成一层氧化膜，其硬度远比金属本身低，易被刮除，露出新金属表面，继续进行电解。电解作用与磨削作用交替进行，实现加工。图3-59为电解磨削原理图。

图3-58 齿轮的电解去毛刺

1—电解液入口 2—设备客体 3—齿轮

图3-59 电解磨削原理图

电解磨削效率比机械磨削高，巨磨轮损耗远比机械磨削小，特别是磨削硬质合金时，效果更明显。