電化學(xué)去毛刺機(jī)床ECD的工作基本原理
電化學(xué)去毛刺ECD的基本原理是利用金屬在電解工作液中產(chǎn)生陽極溶解的電化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象。如下圖所示:
以工件為陽極,工具電極為陰極,當(dāng)強(qiáng)迫使電解液通過工件上的毛刺和特殊設(shè)計(jì)的工具電極之間十分狹小的間隙同時(shí),短時(shí)間加以電解電壓,這時(shí)在工件的毛刺或棱邊部分電流最集中,電流密度也最大,因而使毛刺很快被溶除,棱角也被倒圓。
電化學(xué)去毛刺加工中,電極間的反應(yīng)是相當(dāng)復(fù)雜的,影響因素也較多。以鐵制零件電化學(xué)去毛刺為例,當(dāng)采用NaNO3為基本的水溶液為電解液時(shí),在電解液中存在著H+、OH—、Na+、NO3—等離子,此時(shí)陽極反應(yīng)為:
在外電源作用下,陽極(即工件)表面:
Fe-3e—> Fe +++
Fe ++++3OH——> Fe(OH)3↓
生成的Fe(OH)3沉淀物被流動(dòng)的電解液帶走。
在理想的情況下,電化學(xué)反應(yīng)過程中,陽極金屬(即工件)不斷被溶解,水被分解消耗,因而使電解液的濃度有一定變化,而其它離子在電化學(xué)反應(yīng)過程中起導(dǎo)電作用,其本身不會(huì)消耗,沉淀的金屬氫氧化物通過過濾排除。
在電化學(xué)去毛刺的過程中,工件和工具電極二者是相對(duì)固定不動(dòng)的,即屬于固定式工具陰極的電化學(xué)加工方法。適合去除高硬度、高韌性金屬零件的毛刺,可以在工件的特定部位進(jìn)行限定加工,對(duì)于手工難以處理、可達(dá)性差的復(fù)雜內(nèi)腔部位,尤其是交叉孔相貫線的毛刺。適用于熱處理后和精加工的零件,不損壞精加工表面。
電化學(xué)去毛刺是一種符合“綠色制造”要求的先進(jìn)去毛刺工藝。該工藝采用脈沖電源在非線性電解液中進(jìn)行加工;加工時(shí),工件接脈沖電源的正極,與毛刺部位相對(duì)應(yīng)的工具電極接脈沖電源的負(fù)極,工件陽極與工具陰極之間保持較小的加工間隙,且工具陰極無進(jìn)給。該工藝具有以下特點(diǎn):
① 由于加工所用電解液為中性無機(jī)鹽水溶液,因此不會(huì)污染環(huán)境;
② 由于脈沖電流的間隙作用和壓力波的攪拌作用改善了加工間隙內(nèi)的電場和流場條件,降低了對(duì)電解液流動(dòng)特性的要求,因此有利于獲得穩(wěn)定、理想的加工過程;
③由于在加工過程中無切削力,不會(huì)形成附加應(yīng)力和表面變質(zhì)層,因此可改善加工表面微觀幾何形貌以及零件的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。
電化學(xué)去毛刺加工可達(dá)到迅速去除、溶解毛刺并形成光滑圓角的目的。通過合理采用工具陰極遮蔽技術(shù),可有選擇地去除毛刺,不會(huì)影響工件陽極表面原有的尺寸精度和表面質(zhì)量。
由于電解液具有一定腐蝕作用,因此電化學(xué)去毛刺加工后應(yīng)采用超聲波清洗等方法及時(shí)清洗工件,也可采用硝酸鈉和亞硝酸鈉水溶液進(jìn)行防腐處理。
DJK6032電化學(xué)去毛刺機(jī)床主要由機(jī)床主機(jī)、電源電控系統(tǒng)、電解工作液系統(tǒng)、電極夾具等組成。
工具電極夾具采用固定式陰極結(jié)構(gòu),每套多工位電極夾具根據(jù)工件去毛刺部位的具體去毛刺結(jié)構(gòu)及要求,專門設(shè)計(jì)制造。
陽極和陰極(即工件和電極)之間的金屬接觸會(huì)出現(xiàn)短路,導(dǎo)致電極和工件的損壞。因此有必要對(duì)工件上毛刺的大小和方向作如下規(guī)定:
1、毛刺須與電極插入方向平行;
2、毛刺長度不大于 0.8mm(特殊情況需方允許時(shí)特殊處理);
3、毛刺厚度最大為 0.15mm。
4、去毛刺部位的位置度誤差不能超過0.2mm,位置度誤差過大時(shí)只能采用大于去毛刺部位大小的電極加工,擴(kuò)大加工范圍(在工藝允許時(shí))。
如果由于前道工序非正常切削加工,而使工件產(chǎn)生超過上述要求的飛邊毛刺時(shí),應(yīng)當(dāng)調(diào)整切削加工工序,使產(chǎn)生的毛刺符合上述要求,或用手工工具將毛刺飛邊預(yù)先去除后,方可進(jìn)行加工。
吸附在工件上的脫落的切屑以及污物也會(huì)造成加工時(shí)的短路故障、加工缺陷以及不良的導(dǎo)電接觸,因此,工件必須經(jīng)過前道清洗后才能進(jìn)行加工。
工件去毛刺加工后,零件表面粘附有電解液,須進(jìn)行清洗并作工序間暫時(shí)性防銹處理。
工件去毛刺后,去毛刺邊緣會(huì)有變色(一般為黑色),
去毛刺工序的前后清洗由需方負(fù)責(zé)。
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