电解加工的应用
出处：按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《特种加工手册》第461页（3721字）
目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、炮管内孔及膛线的加工、螺旋花键孔的加工等．以下介绍几个应用实例．
7．3．9．1 叶片型面加工
航空喷气发动机上涡轮叶片，材质为高强度高温合金，又韧又硬；压气机叶片及钛合金制风扇叶片，薄壁，扭曲度大．上述件用传统方法如仿形铣加工难以完成，现多用电解加工完成．
电解加工工艺参数如下．机床采用卧式双头电解加工机床，叶背与叶盆由左右两个阴极同时成型(见图7-22)，电解液通过左、右两侧加工间隙，由下而上喷出．加工一个叶片需用4～5min，加工精度不大于0．18mm．
电解加工中等尺寸镍基合金涡轮叶片的典型参数如下．
电解液：ω=15%～18%的NaCl水溶液，30℃混气；
电解液压力：0．4～0．7MPa；
进给速度：0．5mm／min；
加工电流：1200～2000A；
加工电压：18V
加工间隙：0．20～0．25mm．
图7-22 叶片双面加工成型示意图
7．3．9．2 深孔加工
深孔长径比大于5时，若用普通机械加工，效率低，质量差，刀具磨损大．电解加工目前可加工Ф4mm×2000mm、Ф100mm×8000mm的孔，加工表面光洁度高，生产效率高于机械加工．加工方法如下．
(1)固定式加工 见图7-23．即在加工时工件与工具之间无相对运动．这种加工的特点是：
①设备简单，生产效率高，只需用一套夹具就可保证工具与工件相对位置循环电解液，操作简单，便于实现自动化．
②工具长度比工件长，所需电源功率较大，且在电解液进口至出口处，由于温度、流速及电解液中氢氧化铁含量不同，易使工件表面粗糙度差别大，尺寸精度不均匀．
图7-23 固定式加工深孔示意图
1—绝缘内套；2—绝缘支承体；3—工具(阴极)；4—工件(阳极)；5—绝缘支承体；6—密封圈
③只可用于加工孔径小、长度短的工件，因为当加工表面过长及工具刚性不足时，所需电解液压力及电流较大，甚至设备不能满足要求．无法加工．
(2)移动式加工 见图7-24．即在加工时工具在工件孔内移动．这种加工的特点是如下．
图7-24 移动式涂孔加工示意图
1一拉杆；2一导向体；3一密封圈；4一工件(阳极)；5—移动工具(阴极)；6—支承体
①移动式加工可分为拉式及推式两种．由于推式加工工具在工件内孔导向性比拉式加工差，会产生加工误差或引起进给速度不均匀，故一般多采用拉式加工．
②一般用于细长孔的加工．这是由于移动式加工的工具较短、制造精度要求低．在加工不同长度工件时不必采用不同的电解液压力及电流．但它需要机床的有效行程大于工件加工长度，且工件两端易出现收口或喇叭口．
7．3．9．3 锻模加工
锻模材质多为高强度工具钢．模腔形状复杂，机加工困难，生产周期长，成本高，且淬火后易产生应力和变形，往往使精加工后的模具报废．
电解加工时，模腔在淬火后加工，避免了加工过程中的变形，且用一道工序即可加工出复杂的模腔，大大提高了生产率，缩短了生产周期，降低了生产成本．电解加工模腔时，除正确选择加工参数外，还要特别注意对某些复杂型腔加工的工具阴极在某些部位应再加开出液孔及出液槽，以便流场均匀．电解加工锻模示意图见图7-25．采用混气电解加工锻模，加工型腔精度可达±0．1mm．
图7-25 电解加工锻模示意图
7．3．9．4 管件内孔抛光
各种管件种类很多，其内腔有的比较复杂，内孔粗糙度参数值小．若用机械抛光，生产效率低，劳动强度大，消耗抛光膏(如氧化铬抛光膏)多．另外，抛光时的摩擦热会降低管件内腔的表面质量．因此，有时采用电解电工．
(1)抛光工艺 几种材料管件内孔的电解抛光之电解液成分见表7-14．
表7-14 几种材料管件内孔抛光用电解液成分w %
(2)抛光后处理工艺 管件抛光后，表面因沾有酸液，会产生化学腐蚀，因此必须进行清洗和中和．图7-26为抛光与清洗组合的阴极结构示意图．用此结构形式的阴极抛光大口径内孔时，工艺参数如下．
电压：12～15V；
电流密度：1．5～2．0A／cm2；
电解液流量：10～15L／min；
电解液温度：60～80℃．
图7-26 抛光与清洗组合的阴极结构示意图
1—管件；2—抛光腔；3—清涤腔
(3)NaCl电解液抛光 移动式NaCl电解液内表面抛光阴极结构见图7-27．珠光体钢管NaCl电解液抛光工艺见表7-15．
图7-27 移动式内表面电解抛光阴极
1—后引导；2—阴极体；3—前引导；4—螺帽；5—整流腔
表7-15 珠光体钢管电解抛光工艺参数
7．3．9．5 电解去毛刺及倒圆
机械零件若其毛刺及倒角由钳工完成，则费工，效率也低，且有些毛刺手工难以去掉，如深孔底部、半腰或两孔交叉等部位．
图7-28所示为电解加工去毛刺原理图．
电解去毛刺电解工艺参数如下．
电压：4～25V；
电流：50～500A；
加工间隙：0．13～1．27mm(通常采用0．76mm)；
电解液：ω=10%～20%的NaCl或ω=20%～30%的NaNO3；
电解液压力：100～350kPa；
电解液流量：4～15L／min；
电极材料：黄铜或紫铜．
图7-28 电解去毛刺原理图