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1、电解磨削课件讲说第1页，本讲稿共16页 磨削时，两者之间保持一定的磨削压力，凸出于磨 轮表面的非导电性磨料使工件表面与磨轮导电基体之间形成一定的电解间隙（约0.020.05毫米），同时向间隙中供给电解液。在直流电的作用下，工件表面金属由于电解作用生成离子化合物和阳极膜。这些电解产物不断地被旋转的磨轮所刮除，使新的金属表面露出，继续产生电解作用，工件材料遂不断地被去除，从而达到磨削的目的。电 解 磨 削 简 介第2页，本讲稿共16页电解磨削基本原理应用及特点阴阳极反应第3页，本讲稿共16页基 本 原 理 电解磨削属于电化学加工范畴。电解磨削是由电解作用（占95%-98%）和机械磨削作用（占2%-
2、5%）相结合而进行加工的，比电解加工的加工精度高，表面粗糙度小，比机械磨削的生产效率高。第4页，本讲稿共16页基 本 原 理 导电砂轮1与直流电源的负极相连，被加工弓箭2（硬质合金车刀）接正极，它在一定压力下与导电砂轮相接触。加工区域中送入电解液3，在电解与机械磨削的双重作用下，车刀的后刀面很快就被磨光。第5页，本讲稿共16页基 本 原 理 图所示为电解磨削加工过程原理图，图中1为磨粒，2为导电砂轮的结合剂（铜或石墨），3为被加工工件，4为电解产物（阳极钝化薄膜），间隙被电解液5充满。电流从工件3通过电解液5而流向磨轮，形成通路，于是工件（阳极）表面的金属在电流与电解液的作用下发生电解作用（电
3、化学腐蚀），被氧化成一层极薄的氧化物或氢氧化物薄膜4，一般称它为阳极薄膜。但刚形成的阳极薄膜迅速被导电砂轮中的磨料刮除，在阳极工件上又露出新的金属表面并被继续电解。这样，其电解作用和刮除薄膜的切削作用交替进行，使工件连续的被加工，直至达到一定的尺寸精度和表面粗糙度。第6页，本讲稿共16页电解磨削基本原理应用及特点阴阳极反应第7页，本讲稿共16页电 解 磨 削 应 用 电解磨削适合于磨削各种高强度、高硬度、热敏性、脆性等难磨削的金属材料，如硬质合金、高速钢、钛合金、不锈钢、镍基合金和磁钢等。用电解磨削可磨削各种硬质合金刀具、塞规、轧辊、耐磨衬套、模具平面和不锈钢注射针头等。电解磨削的效率一般高于
4、机械磨削，磨轮损耗较低，加工表面不产生磨削烧伤、裂纹、残余应力、加工变质层和毛刺等，表面粗糙度一般为R0.630.16微米，最高可达R0.040.02微米。第8页，本讲稿共16页电 解 磨 削 特 点（1）加工范围广，加工精度高 由于它主要是电解作用，因此只要选择合适的电解液就可以用来加工任何高硬度与高韧性的金属材料，例如磨削硬质合金时，与普通的金刚石砂轮磨削相比较，电解磨削的加工效率要高3-5倍。（2）可以提高加工精度及表面质量 因为砂轮并不是主要磨削金属，磨削力和磨削热都比较小，不会产生磨削毛刺、裂纹、烧伤现象，一般表面粗糙度可优于Ra0.16um。（3）砂轮的磨损量小 例如，磨削硬质合金
5、，普通刀刃时，碳化硅砂轮的磨损量为切除硬质合金质量的4-6倍；电解磨削时，砂轮的磨损量不超过硬质合金切除量的50%-100%，与普通金刚石砂轮磨削相比较，电解磨削用的金刚石砂轮的损耗速度仅为它们的1/5-1/10，可显著降低成本。第9页，本讲稿共16页电解磨削基本原理应用及特点电解液及其设备 第10页，本讲稿共16页电 解 液电解磨削用电解液的选择，应该考虑一下五个方面的要求：1）能够使金属表面生成结构紧密、粘附力强的钝化膜，以获得良好的尺寸精度和表面粗糙度。2）导电性好，以获得搞生产率。3）不腐蚀机床及工夹具。4）对人体和环境无危害，确保人身健康。5）经济效果好，价格便宜，来源丰富，在加工中
6、不易消耗。实际生产中，常常还有硬质合金和钢料的组合件，需要同时进行加工，就要求适合“双金属”的电解液。表为加工硬质合金和钢料组合材料的“双金属”电解液。10 A/电解液质量分数电流效率电流密度表面粗糙度5.0%1.5%0.3%0.3%92.9%7010A/cm2Ra0.1um第11页，本讲稿共16页电 解 液 表为磨削低碳钢和中碳钢的电解液，用于其它钢料磨削的电解液尚待实验 电解液质量分数电流效率电流密度表面粗糙度2.0%7%2.0%89%7810A/cm2Ra0.4um第12页，本讲稿共16页 上述电解液中，亚硝酸钠的主要作用是导电、氧化和防锈。硝酸盐的作用主要是为了提高电解液的导电性，其次
7、是硝酸根离子有可能还原为亚硝酸根离子，以补充电极反应过程中亚硝酸根的消耗。磷酸氢二钠是弱酸强碱盐，使溶液成弱碱性，有利于氧化钴、氧化钨和氧化铁的溶解；磷酸氢根离子还能与钴离子络合，生成钴的磷酸盐沉淀，有利于保护电解液的清洁。重铬酸盐和亚硝酸盐一样，都是强钝化剂，而且可以防止金属正离子或金属氧化物在阴极上沉积。硼砂是作为添加剂，使工件表面生成较厚的结构紧密的钝化膜，在一定程度上对工件棱边和尖角起了保护作用。酒石酸钠钾是钴离子的良好络合剂，有利于电解液的清洁，促进钴的溶解。电 解 液第13页，本讲稿共16页电 解 磨 削 用 设 备 电解磨削的设备主要包括直流电源、电解液系统和电解磨床。电解磨削用
8、的直流电源要求有可调的电压（5-20V）和较硬的外特性，最大工作电流视加工面积和所需生产率可自10-1000A不等。只要功率许可，一般可以和电解加工的直流电源设备通用。供应电解液的循环泵一般用小型离心泵，但最好是耐酸、耐腐蚀的。还应该有过滤和沉积电解液杂质的装置。在电解过程中有时会产生对人体有害的气体，如一氧化碳等，因此在机床上最好设有强制抽气装置或中和装置，否则至少要在空气较流通的地方操作。第14页，本讲稿共16页电 解 磨 削 用 设 备 电解液的喷射一般都用管子和便喷嘴，喷嘴接到砂轮的上方，向工作区域喷射电解液。电解磨床与一般磨床相仿，在没有专用磨床时，可以用其它磨床改装，改装工作主要有：增加电刷导电装置。将砂轮主轴和床身绝缘，不让电流有可能在轴承的摩擦面间流动。将工具、夹具和机床绝缘。增加机床对电解溶液的防溅防锈装置。为了减轻和避免机床的腐蚀，机床与电解液接触的部分应选择耐腐蚀性较好的材料。机床主轴应保证砂轮工作面的振摆量不大于0.01-0.02mm，否则不仅磨削时接触不均匀，而且不能保证合理的电极间歇。第15页，本讲稿共16页第16页，本讲稿共16页