pg电子模拟器平台【doc】电锤铝气缸交叉孔内壁电解去毛刺工艺的研究

　　【doc】电锤铝气缸交叉孔内壁电解去毛刺工艺的研究【doc】电锤铝气缸交叉孔内壁电解去毛刺工艺的研究 电锤铝气缸交叉孔内壁电解去毛刺工艺的 研究 - 1993年吉林工业大学Vo1.23 第2期JOURNALOFJILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY总第70期 电锤铝气缸交叉孔内壁电解 去毛刺工艺的研究 机械程乔思茂何风江刘乃庆韩春学雨6机械I程乔思茂何风江刘乃庆韩春学… 理论分析与试验确定了工艺参数并设计了阴极,解密了生产中的问题, 关键词颦龇学加工去迥离微俦伍工,够 PHE16型电锤上的主要零件铝气 缸(如图1所示)的工作部...

　　【doc】电锤铝气缸交叉孔内壁电解去毛刺工艺的研究 电锤铝气缸交叉孔内壁电解去毛刺工艺的 研究 - 1993年吉林工业大学Vo1.23 第2期JOURNALOFJILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY总第70期 电锤铝气缸交叉孔内壁电解 去毛刺工艺的研究 机械程乔思茂何风江刘乃庆韩春学雨6机械I程乔思茂何风江刘乃庆韩春学… 理论分析与试验确定了工艺参数并设计了阴极,解密了生产中的问题, 关键词颦龇学加工去迥离微俦伍工,够 PHE16型电锤上的主要零件铝气 缸(如图1所示)的工作部分的壁上有4 个2的通气孔.这4个通气孔是在铝 气缸各部分加工完之后钻的,这样在内 壁交叉孔处就会产生毛刺.根据工艺要 求,内壁交叉孔处的毛刺要去除干净,毛 刺不得挤入小孔内,更不能损伤铝气缸 的内表面用机械方法去除该处毛刺容 易损伤铝气缸内表面,且残留的毛刺会 I被挤进小孔,不能彻底去除.现采用局部 电解法去毛刺,经检验达到了该零件的 技术要求. 1电解法去毛刺的工作原理 图L 电解去毛刺与普通的电解加工原理 是相同的.都是在直流电源作用下,使电流通过电解质溶液.在阳阳两极引起氧化一还原反 应,使阳极腐蚀溶解. 阴极头设计是电解去毛刺的关键问题之一.特殊设计的阴极头在工件阳极去毛刺 部 位形成局部电解区,对毛刺进行腐蚀去除其工作原理如图2所示.图中1为被加工 工件. 收穑日期:1993—02—23 109—— 2为阴极导电层,3为阴极绝缘层图中箭头方向为电 解液的流向.I为待去毛刺的第一个局部电解区.I为 待去毛刺的第二个局部电解区(另二个局部电解区图 中未画出).电源正极接工件(阳极),电源负极接电解 头(阴极).当有电解液流经交叉孔区域从小孔喷出时. 就在交叉孔内壁毛刺存在区域形成了局部电解区,使 毛刺被电解腐蚀清除采用非线性电解液NaNO.其 电解反应为: NaNO3Na+NO(1) H2OH+OH一(2) 在阴极H一比Na容易得到电子,所阴极反应 为: 2H--2e=H2十(3) 在阳极Al比NO和OH容易失去电子.所阳 极的反应为: Al一3e—Al0(4) 使得工件上的毛刺被腐蚀溶解. 电解去毛刺工艺参数的选择 图2 (1)电解电压可选18V,19V,20V,21V,常用电压为20V. (2)电解液温度选定为室温l5c (3)电解液及其浓度的选择 电解去毛刺与普通电解加工相比,其腐蚀去除量是很小的因此,电流效率不是主要 问题,加工质量最为重要.NaNO电解液电流效率较低,但加工精度较高;它是一种非线 性电解液(电流效率与电流密度呈非线性关系),当电流密度小于3A/cm时,其电流效率 为0,即不起电解腐蚀作用.在局部电解区,毛刺总是较部位距阴极近,毛刺部分的 电流密度较非毛刺部分的电流密度大得多,这样毛刺部分的电流效率大于非毛刺部分,毛 刺将会优先被电解腐蚀,而非毛刺部分却腐蚀甚微,U达到既清除毛刺,又保护有用表面 的目的电解液的浓度对导电率有较大的影响,浓度愈大导电率也愈高,低浓度的NaNO 电解液导电率较低,有利于发挥其非线性的特性此外.NaNO电解液中的NO离子可 直接与被加工表面发生氧化作用,在工件表面形成一层很薄的氧化膜,能起到增加表面光 亮度的作用. (4)电解液流量的选择 电解液的流量对去毛刺的质量有一定的影响.电解液高速流过局部电解区,一方面带 走电解区电解加工产生的热量,另一方面可及时地排除电极表面的反应物.电解液的不 断更新,使反应能及时进行为使电解反应不受电解液流动的影响,在局部电解区,电解液 应呈紊流状态流动.而电解液的流动状态随雷诺数Re而定c, 一 】10— R:(5) 式中,39~N_m/s;y为流体的运动粘度,对于水可取y:l×l0,m/s;r为管道的水力 半径;等于管道的过水面积与其润湿周边之比对于圆管道一等/()一詈(m).在 2mm孔内壁处去毛刺,电解液从2mm孔中喷出.则其管道的水力半径r一0.5ram. 为了获得紊流,应使Re3450.把有关数据代入(5)式即可求出电解液从小孔中喷 出时的流速. ===6l9一一=『一. 3阴极设计 阴极是电解加工的刀具.它的结构,形状对去毛刺的质量有很大的影响?在铝气缸 电解去毛刺工艺中,拟采用固定式阴极作为工具,它与工件阳极之间没有相对运动其结 构如图2所示.阴极导电部分材斟为黄铜,绝缘部分为尼龙,其外圆与气缸配台采用HT/ f6.采用固定式阴极结构比较简单制造也较容易.在局部电解区,为使去毛刺之后交叉孔 的相贯交界处呈小圆角,而20It7内壁及小孔内壁腐蚀量应尽可能少,在设计局部电解 区阴极的形状及尺寸时,应考虑间隙与毛刺去除量的关系和电解去毛刺过程中电场分布 及其变化对工件阳极各部位电解腐蚀的影响 3.1间隙与毛刺去除量的关系 根据法拉第电解定律,电极上溶解或析出的物质的量与通过的电量Q成正比.在 不考虑电流效率的情况下,可导出单位面积单位时间内金属去除量s的表达式. S=0.01W-D(mm/min)(6) 式中,为金属的体积电化当量,mm./(A?min);D为电流密度,A/mm:. 在电解液呈紊流时,设其电阻率P与介电系数e处处相等,则由欧姆定律可以得出 D—E一丢一so?丢(7)PP 把式(7)代入式(6),可得 S一0—01W吉一K吉(8) 式中K为比例系数,取决于工作电压,电解液浓度,温度等条件,K=o.01W???; u为电极间工作电压,V;为电极间间隙,mm 分析(8)式可知单位面积单位时间内金属去除量与电极问间隙成反比.间隙小 则S较大,间隙太则较小 将(8)式对求导则可求出阴极金属溶鳃速度的变化率与间隙的关系,即 =一K?(9) 在局部电解区,可以用使毛刺与有用部位以不同大小的间隙来控制它们各自的腐蚀 一 1】一 率.由T-I~I总是较部位距阴极导电部分近,毛刺将会优先受到电解腐蚀.毛刺在没 有彻底清除之前,这种优势虽会随毛刺的腐蚀减小而有所减弱,但始终是存在的.铝气缸 有四个交叉孔处的毛刺要在一次安装中同时去除.在各个局部电解区,毛刺的大小会不一 致.大的毛刺距阴极较近,小的毛刺距阴极较远.正如式(8),(9)所表达的那样,固电解腐 蚀初期,太的毛刺会有较大的腐蚀速率;随电解过程的进行,其电解速率随毛刺的减小与 间隙的增大迅速减慢,致使电解到一定时间后,不论初始状态各局部电解区毛刺大小是否 相同,相对于阴极而言,均可达到基本相同的腐蚀程度.这样可保证各局部电解区加工的 一 致性. 3.2电场分布及其变化对去毛刺质量的影响 在紊流及恒温情况下.可略去电解液流场及温度对电解腐蚀精度的影响在局部电解 区内.各处的电流密度取决于电场的分布,电场电力线方向与电极表面相垂直.在加工初 期,毛刺较尖锐,电力线较为密集,毛刺的腐蚀速度很快;随着毛刺的减小,前端变圆.电场 也将发生变化,毛刺部分的电流密度将会减小.毛刺的腐蚀速度减小,非毛刺部分也将会 受到腐蚀.为了使毛刺始终处于优先腐蚀的地位.在阴极设计时,可按电解腐蚀终了时所 要求的电力线(或电流密度)分布情况为依据来设计阴极形状.以确保电解腐蚀加工后的 精度. 3.3阴极设计及试验 对于局部电解加工,情况比较复杂.对阴极只进行理论分析是不移的,还要通过试验 才可能找到较为理想的阴极形状及其尺寸.表l为三种阴极形状及其试验结果. 表l 局部电解区阴极去毛束『后.内壁交叉孔去毛刺后.加工序号试验条件 形状丑毛刺处腐蚀情况质量评价 毛椰去除干净.但 局部电解区大孔厦小 直流电源电压:孔均有较大的腐蚀 v=20V 电解液及浓度: NaNO3.5毛刺去除干净.局 2流速:从小孔中喷出速度部电解区有用表面仍 ?m 杰有较太的电解腐蚀温度:室温l5C 电解击毛刺加工时间- 2Os 毛刺去除干净.局 部电解区,大L小孔 有用表面腐蚀不大 ll2 由表1可以看出,第三种阴极

　　较为理想. 根据上述理论分析及试验结果,研制的电解去毛刺机床,经生产实践考验表明,设备 运行稳定,完全可替代引进设备 4结束语 (1)电解法去毛刺是一种高效可靠的工艺方法,对于去除交叉孔,缝处的毛刺有 方法不可比拟的优点 (2)在电解去毛刺工艺中,阴极设计是一项很重要的工作.阴极形状的设计应从问隙 与腐蚀量之间的关系,电解区电场(或电流密度)的分布情况等诸方面去考虑 (3)在电解区,情况较为复杂,除有可靠的理论分析之外,还需有大量的试验工作,才 能找到最佳的设计

　　与工艺方案 参考文献 电解加工编译组.电解加工.北京:国防工业出版社,1977 集群编着.电解加工.北京:国防工业出版杜,1973 东风编着.电解加工技术.北京;国防工业出版社,1963 北京市金属切削理论与实践编委会编着.电解加工.北京.北京出版杜.1981 ElectrolyticDeburringTechnologyof Cross—holeInsidetheAluminiumCylinder QiaoSimao,HeFengfiang,LiuNaiqing,HanChunxue AbstractThispaperdealswiththepartialelectrolyticmethodwhichisappliedtode- burrcross—holeinsidealuminiumcylinderofecectrichammer.TheC.)rresp0nditeeh nologicalparametersaredeterminedandnegativepoleisdesignedthroughtheoretical analysesandexperimentalinvestigations.Theprobleminproductioncanhesolvedby meansofthismethod. Keywordselectrolyticmachining,electrochemicalmachining,deburring 113—

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