電解去毛刺設備的工作原理和設備構造

發布日期：2024-06-27 10:26:57 瀏覽次數：764

電解去毛刺設備的工作原理和設備構造
電解去毛刺的基本原理是利用金屬在電解工作液中產生陽極溶解的電化學反應現象。如下圖所示：

以工件為陽極，工具電極為陰極，當強迫使電解液通過工件上的毛刺和特殊設計的工具電極之間十分狹小的間隙同時，短時間加以電解電壓，這時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。
加工中，電極間的反應是相當復雜的，影響因素也較多。以鐵制零件電解去毛刺為例，當采用NaNO3為基本的水溶液為電解液時，在電解液中存在著H+、OH—、Na+、NO3—等離子，此時陽極反應為：
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沉淀物被流動的電解液帶走。
在理想的情況下，電解反應過程中，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，而其它離子在電解反應過程中起導電作用，其本身不會消耗,沉淀的金屬氫氧化物通過過濾排除。
在電解去毛刺的過程中，工件和工具電極二者是相對固定不動的，即屬于固定式工具陰極的加工方法。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行限定加工,對于手工難以處理、可達性差的復雜內腔部位，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。
電解去毛刺是一種符合“綠色制造”要求的先進去毛刺工藝。該工藝采用脈沖電源在非線性電解液中進行加工；加工時，工件接脈沖電源的正極，與毛刺部位相對應的工具電極接脈沖電源的負極，工件陽極與工具陰極之間保持較小的加工間隙，且工具陰極無進給。該工藝具有以下特點：
由于加工所用電解液為中性無機鹽水溶液，因此不會污染環境；
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的電場和流場條件，降低了對電解液流動特性的要求，因此有利于獲得穩定、理想的加工過程；
由于在加工過程中無切削力，不會形成附加應力和表面變質層，因此可改善加工表面微觀幾何形貌以及零件的物理、化學和機械性能。
在加工過程中可達到迅速去除、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，可有選擇地去除毛刺，不會影響工件陽極表面原有的尺寸精度和表面質量。
由于電解液具有一定腐蝕作用，因此加工后應采用超聲波清洗等方法及時清洗工件，也可采用亞硝酸鈉水溶液進行防腐處理。
電解去毛刺機床主要由機床主機、電源電控系統、電解工作液系統、電極夾具等組成。
電解去毛刺機床主機采用全防腐鋼板焊接結構，外形整體包304不銹鋼板制成，用絕緣板制成工作臺置于機床床身上，耐腐蝕，絕緣性好。床身兩側為主柱，立柱支撐固定橫梁，橫梁上安置主軸部件和氣控箱。主軸部件也采用全防腐結構，用氣控驅動雙主軸上下，氣動元件采用亞德客品牌。上下滑動采用雙導柱形式。在加工區域后側為電解工作液進回液口。進液口通過軟管與電解工作液槽連通，回液口通過回液管使工作腔內的工作液回入電解液系統內。加工區安裝氣動上下的防護門，與加工聯動，防止工作液飛濺出工作區。工作區外側安裝安全光幕光柵。在加工區域后上方備有空氣抽風口，可與廠房通風管相聯接，以消除加工過程中由于電解工作液的流動可能產生的霧氣。在加工區域后側有輸入壓縮空氣由過濾調壓器（帶壓力表）控制。
電解去毛刺加工電源采用高頻脈沖電解電源。電源電壓可調，電源的輸出具有穩壓運行性能，還具有過流、短路等保護功能。高頻脈沖電解電源主要參數：電源輸出額定電壓：DC24V；電源最大輸出電流：100A-5000A（根據產品選電源大小）；每個電源調壓范圍：DC 6—24V。機床電柜與機床主體部分分離，采用單獨放置。高頻脈沖電解電源加工技術是在直流電源加工技術的基礎上發展而來的，其主要特點有：具有較小的加工間隙、較大的加工電流密度、較高的電解液流動速度、較高的脈沖電流頻率和較窄的脈沖寬度等。其加工質量穩定不易變形。電解去除毛刺后，能在原來產生毛刺的棱角和邊緣產生光滑圓角，而且對已加工表面形成的微觀機械劃痕及凸起產生“圓滑”和“抹平”的光整效果。
電解液系統由優質不銹鋼焊接而成，輸液主泵采用國際著名泵業制造公司格蘭富生產的浸入式不銹鋼泵。本系統對電解液進行內循環過濾。過濾采用4個2號精密袋式過濾，過濾面積1㎡。系統過濾還可以選配不銹鋼防腐壓濾機過濾，過濾等級40μm，過濾面積6㎡，壓濾機機架整體為包304不銹鋼，電解液使用周期加長，維護變簡單。電解液的溫度直接影響電解去毛刺的質量，電解液系統可以選配電解液恒溫控制系統，防腐熱交換機帶有微電腦溫度調節控制器。
電極夾具采用固定式陰極結構，每套電極夾具根據工件去毛刺部位的具體去毛刺結構及要求專門設計制造。
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