电化学去毛刺工艺

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高频脉冲电化学去毛刺

高频脉冲电化学去毛刺一、电化学去毛刺的原理⏹ ECM电化学去毛刺（electrochemical machining-ECM）是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件去毛刺的一种方法。

电化学去毛刺决定因素一、决定去毛刺去除量的主要参数：⏹ 去毛刺电流：根据去毛刺工件的所去毛刺的范围而定。

⏹ 去毛刺时间：根据去毛刺工件的毛刺大小有关。

⏹ 工件材料导电率：根据去毛刺工件的材质有关。

二、决定去毛刺质量的参数：1、电流密度：电流的密度决定着切削量和表面质量。

2、电导率：电化学液的浓度决定着电导率，单位[mS]。

根据去毛刺要求，电化学液的浓度应控制在8%-25%.（根据实际工件）。

当然，温度对电导率也有影响。

3、间隙：夹具（阴极）和工件（阳极）之间的间隙决定着电流大小和电解液的冷却能力。

4、电化学液压力：间隙中电化学液的压力影响着电流和材料的去除，它同时决定着电解液的流量和流速。

5、电化学液温度：温度影响着电解液的传导率，根据去毛刺要求，温度应控制在20℃到35℃。

（根据产品而定）6、电化学液的PH值：电化学液的PH值应该控制在6.5到8.5之间，（根据产品而定）电化学液的PH值决定着电解液的浓度和质量。

7、电化学液的纯度：纯净的电化学液能确保恒量生产，并且可防止工件和/或夹具被阻塞。

电化学液在工作的作用⏹ 为电化学去毛刺提供电路导通。

⏹ 冷却夹具。

⏹ 冲走去毛刺中产生的废屑。

电化学加工的反应（钢在与NaCl水溶液）一、阳极反应⏹ Fe—2e Fe+2⏹ Fe—3e Fe+3⏹ 4OH-—4e O2↑+2H2O⏹ 2CL-—2e CL2 ↑⏹ Fe+2+2OH- Fe（OH）2↓（墨绿色的絮状物）⏹ 沉淀为4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe（OH）3↓（黄褐色沉淀）二、阴极反应（按可能性为）⏹ 2H++2e H2↑⏹ Na++e Na↓⏹ 按照电极反应的基本原理，电极电位最正的粒子将首先在阴极反应。

电解去毛刺设备的加工原理

电解去毛刺设备的加工原理电解去毛刺设备的加工原理电解去毛刺设备的加工基于电解过程中的阳极溶解原理并借助于成型的阴极，将工件按肯定形状和尺寸加工成型的一种工艺方法，称为电解加工。

电解去毛刺设备的加工工艺条件（1）工件阳极和工具阴极（大多为成型工具阴极）间保持很小的间隙（称作加工间隙），一般在0.1—1mm范围内。

（2）电解液从加工间隙中不断高速（6—30m/s）流过，以保证带走阳极溶解产物和电解电流通过电解液时所产生的热量，并去极化。

（3）工件阳极和工具阴极分别和直流电源（一般为10—24V）连接，在上述两项工艺条件下，则通过两极加工间隙的电流密度很高，高达10—100A/cm2数量级。

电解去毛刺设备的加工工艺特点电解加工是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种。

加工方法加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙。

电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。

随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最后两极间各处的间隙趋于一致，工件表面形成与工具工作面基本相像的形状。

电解加工对于难加工材料、形状多而杂或薄壁零件的加工具有显著优势。

目前，电解加工已获得广泛应用，如炮管膛线，叶片，整体叶轮，模具，异型孔及异型零件，倒角和去毛刺等加工。

并且在很多零件的加工中，电解加工工艺已占有紧要甚至不可替代的地位。

与其它加工方法相比，电解加工具有如下特点：（1）加工范围广。

电解加工几乎可以加工全部的导电材料，并且不受材料的强度、硬度、韧性等机械、物理性能的限制，加工后材料的金相组织基本上不发生变化。

它常用于加工硬质合金、高温合金、淬火钢、不锈钢等难加工材料。

（2）生产率高，且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。

电解加工能以简单的直线进给运动一次加工出多而杂的型腔、型面和型孔，而且加工速度可以和电流密度成比例地加添。

去毛刺新工艺4

去毛刺新工艺一、现今对复杂形体毛刺处理中遇到的问题1.复杂形体易变形，一般对工件表面要求比较高，而在加工过程中对毛刺处理比较难。

2.复杂形体毛刺处理速度慢，现如今依然停留在使用人工应用刮刀等手工刀具处理。

3.由于使用人工处理，质量稳定性很差，很容易出现问题。

4.由于形体复杂，有的地方用手工很难去毛刺。

二、去毛刺新工艺1、应用电化学方法对复杂形体进行一次性成型的去毛刺处理。

2、电化学去毛刺是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件毛刺去除的一种方法。

3、电化学去毛刺的决定因素：3.1决定毛刺去除量的主要参数：去毛刺电流：根据去毛刺工件的所去毛刺的范围而决定。

一般5到10A。

去毛刺时间：根据去的毛刺大小有关。

一般为十几到几时秒。

工件材料导电率：根据去毛刺的材质有关。

3.2决定去毛刺的参数：电流密度：电流密度决定切削量和表面质量。

导电率：电解液的浓度决定导电率，单位S/cm根据区毛刺的需要，浓度应该控制在8%到25% ,温度对其也有影响。

间隙：夹具（阴极）工件（阳极）之间的间隙决定电流大小和电解液的冷却能力。

电化学液压力：间隙中的液体压力影响着电流和材料的去除。

实施温度：一般控制在20到35度之间。

PH值：一般在6.5到8.0之间。

电解液纯度：纯净的电解液能确保恒定量的产生。

三、项目适用范围：本项目适用于扭簧也可以加工我厂的733-106、736-14、736A-13整流子组件等各类复杂形体的毛刺处理；可以去除不锈钢、中低碳钢等硬度比较大的导电材质。

四、电化学去毛刺的优点：1.表面质量好，因去毛刺过程中不产生切削热，可达到较低的表面粗糙度。

2.操作简单，它可以通过简单地操作来处理复杂形体的毛刺且不影响工件自身强度。

3.可长期使用，理论上电极可长期使用，无损耗。

4.去毛刺生产率高，一般一个工件可在十几秒内全部去除干净，可进行平行加工，一般适用于批量处理。

5.该工艺属于绿色加工方法，电化学液很环保，一般使用中性无机盐类就可以处理，例如NaCl溶液，NaSO4溶液等。

电化学去毛刺原理

产品简介
电化学去毛刺是一种先进的去毛刺技术，是电化学加工（电解加工）技术中发展较快、应用较广的一项新工艺。

作为电化学加工一种特殊的应用形式，它对加工工件无机械作用力，容易实现自动化或半自动化，适合去除高硬度、高韧性金属零件的毛刺，可以在工件的特定部位进行限定加工。

对于手工难以处理、可达性差的复杂内腔部位，尤其是交叉孔相贯线的毛刺，利用电化学去毛刺有着明显的优势。

电化学去毛刺对加工棱边可取得较高的边缘均一性和良好的表面质量，具有去除毛刺效果好、安全，高效节能环保等优点，去毛刺效果好，一般情况和传统工艺相比，效率可提高10-20倍以上。

适用行业：
汽车发动机、通用工程机械、航空航天、气动液压等众多行业，是电化学加工机床中生产批量较大，应用领域
最广的重要装备。

机器特点：
适用于难以去除的内部毛刺；
适用于热处理后精加工的零件；
适用于整个金属切削加工领域；
使用非线性电解液对人体无害。

电解法去毛刺的方法及应用

电解去毛刺工艺已成功运用于喷油嘴内孔、液压阀体内孔、活塞套、轴承保持架等。

要知道机加工件或者是机械零件在加工制造过程中产生的毛刺，对零件的精度、使用、再加工定位、操作安全和外观质量等许多方面都产生不良影响，同时，由于去毛刺要花费很多的时间和费用，也成为降低成本的最大障碍之一，所以，对于去毛刺要引起足够重视。

现介绍电解去毛刺方法。

一：电解去毛刺的原理电解去毛刺是利用电能、化学能，阳极溶解去毛刺的方法，零件与直流电源的正极相连，称为阳极，成形工具与直流电源的负极相连，称为阴极。

两极之间保持一定的间隙，让循环电解液流动．当阳极和阴极浸入溶液并通入直流电后，随着阳极表面发生电化学反应，在零件的表面上，由于被溶解金属与电解液组成一层粘性液体。

集中在零件表面低凹处，此粘性液体具有较高的电阻和较小的导电率。

可以保护零件表面不腐蚀或少腐蚀，而毛刺突出于零件表面，在温度差和湿度差的影响下，液膜难于形成，故通电后电力线高度集中于去毛刺部位，最接近阴极的毛刺将以最快速度溶解，直到毛刺全部溶解并且边缘逐渐形成圆角，达到去毛刺的目的。

其原理见图1。

1．直流电源2．工具阴极3．工件阳极4．电解液泵5．电解液二：需要涉及到的设备及工具电解去毛刺。

使用电解去毛刺机床。

生产批量不大时。

可用整流器将交流电变成直流电而制成简单设备。

根据零件设计专用夹具(工具阴极)，设计成与零件相似形状，用黄铜或紫铜等良好导电材料制成，不加工的部位涂环氧树脂进行隔离保护，常用的电解液有NaC1溶液、NaNO 溶液、NaNO3溶液等。

三：电解去毛刺的优缺点如何？电解去毛刺的质量高，效果稳定，生产效率高，缺点是在工作过程中产生有害气体．电解液对周围的机械设备有一定的腐蚀作用。

四：适用的非标零部件范围适用于有色、黑色金属零件，特别适于复杂形状零件及用机械、手工方法难以去除的内孔、交叉子L、内表面毛刺。

并且，能去除特硬零件(如钼、镍、钛、淬火零件)上的毛刺。

11种去毛刺除毛刺方法选择

11种去毛刺除毛刺方法选择1、人工去毛刺这个也是一般企业普遍采用的方式，采用锉刀、砂纸、磨头等作为辅助工具。

锉刀有人工锉刀和气动错动。

简评：人工成本较贵，效率不是很高，且对复杂的交叉孔很难去除。

对工人技术要求不是很高，适用毛刺小，产品结构简单的产品。

2、化学药水去毛刺无锡市欧谱表面处理科技有限公司引进德国的一种用化学药水去毛刺的药水技术，这个去毛刺工艺是纯化学的方法，是用一种叫化学OPULL（欧谱）产品。

是一种纯化学的浸泡工艺，生产效率高，可大批量，一次性去除毛刺，节省了大量人工，降低了劳动强度，去毛刺效果非常理想，而且能够提高企业的经济效益可以适用于铁素体钢材，有色金属或者铝的零件。

这个方法简便，不需要专业人员操作。

可以对构造非常复杂的工件（例如：内角孔）或者容易受损的零件或者易弯曲的零件去除毛刺而不损坏工件，以得到更精密的工件。

跟传统的去毛刺方法相比更容易，更省钱，更省力工件质量质量大大改善。

许多复杂壳体零件内有一，二百个内孔、交叉孔，台肩孔，盲孔等,要求去除各交叉孔的毛刺都是十分困难的,往往要采用很多种方法都很难解决.OPULL化学去毛刺工艺采用浸泡工艺来去除毛刺,不管你工件的内孔有多少,有多小,只要是药水能进入的地方毛刺都可以去除，目前欧谱公司化学表面处理加工技术被主要应用于制造工具、纺织机械、缝纫零配件、液压件、汽车零部件、医疗器械、以及航空零部件等行业精密产品。

简评：生产效率高，可大批量，一次性去除毛刺，节省了大量人工，降低了劳动强度，去毛刺效果非常理想，而且能够提高企业的经济效益?。

3、冲模去毛刺采用制作冲模配合冲床进行去毛刺。

简评：需要一定的冲模（粗模+精冲模）制作费，可能还需要制作整形模。

适合分型面较简单的产品，效率及去毛刺效果比人工佳。

4、研磨去毛刺此类去毛刺包含振动、喷砂、滚筒等方式，目前企业采用较多。

简评：存在去除不是很干净的问题，可能需要后续人工处理残余毛刺或者配合其他方式去毛刺。

电解加工去除毛刺的方法及改善

脉冲电解去除毛刺的方法及发展学院：学号：姓名：摘要：电解去毛刺加工是利用金属在电解液中产生阳极溶解的原理去除工件上多余材料的一种加工方法。

电解加工开始时，工件阳极与工具阴极的形状不同，工件表面上各点至工具表面的距离不等，因而各点的电流密度不同。

距离较近处通过的电流密度大，电解液的流速也常常较高，阳极溶液的速度较快；反之，距离较远处通过的电流密度小，阳极溶液的速度较慢。

当工具不断进给时，工件表面上各点就以不同的溶液速度进行溶解，工件的形状就逐渐接近于工具的形状，直到把工具的形状“复映”在工件上，得到所需要的形状为止。

关键词：电解脉冲电解去毛刺电解去毛刺的原理Abstract: the electrochemical deburring processing is the use of metal in electrolyte produced in the principle of anodic dissolution remove excess material of workpieces a processing method. Electrochemical machining began, the anode and cathode tools of different shapes, the surface at every point on the surface of the distance to the tools to differ, and that each point of current density is different. Distance is near the through current density, electrolytes and often high flow velocity, and the anode solution speed quickly; Conversely, distance is the distance through the current density is small, the anode solution at a slower speed. When tools for continuous feed, different points on the surface with different solution speed dissolved, the shape will gradually close to the shape of the tools, until the tools of the shape of the "complex reflected" on the work piece, the shape of the need to do so.一．引言：自20世纪70年代初起，前苏联、美国、日本、法国、波兰、瑞士、德国等-国家相继开始了对脉冲电流电解加工的研究。

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电化学去毛刺工艺
摘要：介绍了脉冲电化学去毛刺工艺的加工机理及工艺要点(工具阴极、脉冲电源、电解液等)，并给出了加工实例。

1 引言
机械零件在制造加工过程中产生的毛刺不仅直接影响零件本身的精度和外观质量，还会影响整个产品的使用性能和寿命。

此外，由于去毛刺工序要花费工时和费用，因此将直接影响产品的成本和价格，成为降低生产成本的障碍之一，全世界每年花费在去毛刺方面的费用约为100亿美元。

目前，国外已从系统工程的角度来研究毛刺问题，并成立了“世界去毛刺协
会”(Worldwide Burr Technolog y Committee，WBTC)，大力实施“毛刺工程”(Burr Engineering)。

去毛刺工艺属于表面光整加工范畴，目前主要采用刮刀、油石、砂布、钢丝刷轮、滚磨、振动、喷沙和撞击等手工或机械方式以及化学、高温、水射流、磨粒挤压、电化学、脉冲电化学等非机械方式去除毛刺(航空业还采用机器人打磨等方式去毛刺)，这些不同的去毛刺方法各有利弊。

去毛刺一般为零件的最终精加工工序，因此在去除毛刺的同时还必须保证零件具有良好的表面质量，其加工效果与选用的去毛刺工艺方法密切相关。

2 脉冲电化学去毛刺加工机理
脉冲电化学去毛刺是一种符合“绿色制造”要求的先进去毛刺工艺。

该工艺采用脉冲电源代替直流电源，并在非线性电解液中进行加工；加工时，工件接脉冲电源的正极，与毛刺部位相对应的工具电极接脉冲电源的负极，工件阳极与工具阴极之间保持较小的加工间隙，且工具阴极无进给。

该工艺具有以下特点：①由于加工所用电解液为中性无机盐水溶液，因此不会污染环境；②由于脉冲电流的间隙作用和压力波的搅拌作用改善了加工间隙内的电场和流场条件，降低了对电解液流动特性的要求，因此有利于获得稳定、理想的加工过程；③由于在加工过程中无切削力，不会形成附加应力和表面变质层，因此可改善加工表面微观几何形貌以及零件的物理、化学和机械性能。

图1 脉冲电化学去毛刺加工的基本原理
脉冲电化学去毛刺加工的基本原理如图1所示。

工件接脉冲电源的正极，工具电极接脉冲电源的负极，工具阴极与工件毛刺部位对应放置。

加工时，首先在加工间隙内加入电解液，然后接通脉冲电源，此时工件阳极表面将发生氧化反应，工具阴极则将发生还原反应。

工件阳极的基本电化学反应式为
M-ne→M n+
M n++n(OH)→Fe(OH)n↓
工具(阴极)的基本电化学反应式为
2H++2e→H2↓
加工时，在工件阳极附近形成一层很薄的氧化膜，可在工件阳极与电解液之间起到隔离作用。

该氧化膜具有较高的电阻和较小的电导率，可阻止工件阳极表面进一步溶解，对工件阳极具有一定保护作用。

在电解液的快速冲刷作用下，工件阳极表面凹陷处的氧化膜因不易扩散而较厚；工件阳极表面凸出处(如毛刺、微观凸出部位等)的氧化膜因容易扩散而较薄。

由于氧化膜的分布不均匀，使毛刺等凸出部位始终与新鲜的电解液接触，因此毛刺部位的金属溶解速度远大于阳极表面的其它部位，从而使毛刺被迅速溶解、去除。

在阳极溶解过程中，根据电化学加工基本规律(法拉第电解定律)可推导出金属阳极(工件)沿进给方向的深度蚀除速度va(mm/min)为
v a=hwi
式中：h——电流效率
w——被电解物质的体积电化学当量(mm3/A·h)
i——电流密度(A/cm2)
当电解液的成分、浓度、加工温度等参数确定后，阳极某点的蚀除速度主要取决于通过该点的电流密度i。

根据电场理论可知，在零件表面毛刺等凸出部位电荷较集中，在表面凹陷处电荷则较少。

由于电力线分布不均匀，凸出部位的电力线分布密集，电流密度高，金属去除较多(见图2)；凹陷部位的电力线分布相对稀疏，电流密度较低，金属去除较少。

由于毛刺处通过的电流密度远大于工件阳极表面的其它部位，因此毛刺被迅速溶解。

图2 电力线分布示意图
综上所述，由于氧化膜分布不均匀，工件阳极表面毛刺等凸出部位氧化膜较薄，可始终与新鲜电解液保持接触，因此电化学反应速度快；由于电力线分布不均匀，工件阳极表面毛刺等凸出部位电力线分布密集，电流密度大，蚀除速度较快。

因此，脉冲电化学去毛刺加工可达到迅速去除、溶解毛刺并形成光滑圆角的目的。

通过合理采用工具阴极遮蔽技术，可有选择地去除毛刺，不会影响工件阳极表面原有的尺寸精度和表面质量。

3 脉冲电化学去毛刺工艺要点
影响脉冲电化学去毛刺加工效果的工艺因素较多，如工具阴极的合理设计、脉冲电源的参数选择、电解液的成分、浓度、压力和流速、极间间隙、电流密度、加工时间、流场特性等。

1) 工具阴极
工具阴极应根据具体毛刺情况进行合理设计，设计时应注意应用遮蔽技术，以保证在高效去除毛刺的同时保护工件阳极表面其它非毛刺部位的原有精度和表面质量。

此外，还应满足脉
冲电化学加工的基本原则，即使电解液快速、均匀地冲刷加工部分，保证流场分布均匀合理。

由于电极表面质量直接影响去除毛刺部位的表面质量因此要求工具阴极表面平整、光滑。

2) 脉冲电源
理论研究和加工实践表明，采用脉冲电源代替直流电源进行去毛刺加工，可有效提高加工精度和表面质量。

在加工中，一般采用较窄的脉冲宽度和较高的脉冲频率进行加工。

由于脉冲电流的间隙作用和阶跃变化，使加工间隙中的电解液发生振荡，产生压力波，压力波的搅拌作用可改善加工间隙中电解液的流动条件，加速更新间隙中的电解液，消除加工间隙中电解液电导率分布的不均匀性，从而提高加工精度，改善表面粗糙度。

此外，由于电解液的周期性更新，使间隙内的电化学产物(阳极去除的金属、阴极析出的氢气和产生的焦耳热等)可及时、充分地排除。

脉冲电源参数应根据加工条件合理选择。

3) 电解液
电解液成分是影响加工质量的主要因素。

以中性无机盐为主要成分的非线性电解液具有适用范围广、易于控制、杂散腐蚀小、加工表面质量好、对环境无污染等特点。

加工时，应根据毛刺的大小确定电解液的具体成分，同时合理设计电解液的流向、流速及压力，以便将去除的毛刺迅速冲离加工间隙，以免造成短路。

4) 其它工艺因素
合理选择阴、阳极之间的间隙有利于提高蚀除速度和加工精度，改善加工表面质量。

电流密度和加工时间的选择也十分重要，电流密度过大会加剧杂散腐蚀，电流密度过小则会降低加工效率，延长加工时间，而加工时间过长会加剧晶界腐蚀。

在满足毛刺去除效率的前提下，加工时间主要应根据加工圆角的大小来确定。

4 应用实例
脉冲电化学去毛刺工艺已成功运用于喷油嘴内孔、液压阀体内孔、活塞套、轴承保持架以及纺机分梳辊用金属针布等零件的去毛刺加工，去除毛刺的效果良好，形成了要求的光滑圆弧，且获得了较好的表面质量。

喷油嘴内孔去毛刺
喷油嘴内孔孔径一般为0.25～0.5mm，去毛刺工艺装置见图3。

采用正交试验法得出优选工艺参数为：电解液为浓度约12%的硝酸钠溶液，加工间歇0.1mm，脉冲宽度200µs，脉冲频率1000Hz，加工电流5A，加工电压15V，加工时间6s。

加工后成功去除了喷油嘴内孔毛刺，并形成了约R0.1mm圆角，加工表面粗糙度达到Ra1.6µm。

图3 喷油嘴内孔去毛刺示意图
金属针布去毛刺
纺织机械中的分梳辊用金属针布外形如图4所示。

由于该零件为低刚度薄壁零件，采用机加工方法去毛刺较困难。

采用脉冲电化学去毛刺时，优化工艺参数为：电解液为浓度约10%的硝酸钠溶液，加工间隙0.2mm，脉冲周期1ms，脉冲间隔0.5ms，加工电流5A，加工电压10V，加工时间5s。

去毛刺效果及加工表面质量良好。

图4 金属针布外形
由于电解液具有一定腐蚀作用，因此脉冲电化学去毛刺加工后应采用超声波清洗等方法及时清洗工件，也可采用硝酸钠和亚硝酸钠水溶液进行防腐处理。

脉冲电化学去毛刺工艺设备简单、操作方便、应用范围广(尤其适用于薄壁件和刚性较差的零件)、加工效率高，具有良好的应用前景。

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