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电化学加工技术的现状及发展趋势_特种加工

电化学加工技术的现状及发展趋势_特种加工
电化学加工技术的现状及发展趋势_特种加工

电化学加工技术研究现状及趋势

郭旭东

(大连科技大学机械自动化学院, 大连,大连)

(15级机械工程专业,2015023234321)

摘要:与机械加工相比,电化学加工能加工出复杂的型面、腔孔,加工高硬度、高韧性、高强度材料,生产率高。电化学加工包含抛光、电镀、电刻蚀和电解磨削。与传统的加工方法相比,有很大的优势。而且未来电化学加工的更是朝着微系统、纳米材料合成方面发展,具有很高的应用前景。

关键词:生产率;抛光;电镀;电刻蚀;电解磨削

Current status and trend of electrochemical machining technology

LIU Dong

(College of Machinery and Automation, WuHan University of Science and Technology, HuBeiWuHan 430074) Abstract:Compared with machining, electrochemical machining can produce complex surface and cavity, which can be processed with high hardness, high toughness, high strength materials and high productivity. Electrochemical machining includes polishing, electroplating, electro etching and electrochemical grinding. Compared with the traditional processing methods, there is a great advantage. And the future electrochemical processing is toward the development of micro system, nano materials synthesis, has a very high application prospects.

Keywords: efficiency;polishing;electroplating;electroetching;electrochemical grinding

1、前言

电化学加工的基本理论建立与19世纪末,但在工业上的大规模应用,还应该是在20世纪30~50年代。目前,电化学加工已经成为我国民用、国防工业中的一个不可或缺的加工手段。电化学加工是一种重要的特种加工方法, 已被广泛应用于难加工金属材料、复杂形状零件的批量加工中。它利用金属的电解现象[1],在通电的电解液[2-5]中,使离子从一个电极移向另一个电极,从而实现对工件材料的双向加工[6],即阳极溶解去除(如电解、电化学抛光)和阴极沉积生长(如电镀、电铸)。无论材料的减少或增加,加工过程都是以离子的形式进行的,而金属离子的尺寸非常微小,因此,从原理上讲,电化学加工可以实现加工精度和微细程度在微米级甚至更小尺度的微加工。只要采取措施精确地控制电流密度和电化学反应发生的区域,就能实现电化学微加工[7-11],达到对金属表面进行微量“去除”或“生长”加工的目的。

电化学是一门古老而又年轻的学科,一般公认电化学起源于1791年意大利解剖学家伽伐尼发现解剖刀或金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象。1800年伏特制成了第一个实用电池,开始了电化学研究的新时代。在经历了一个多世纪以后,电化学科学的发展和成就举世瞩目,无论是基础研究还是技术应用,从理论到方法,都有许多重大突破。电化学科学的发展,推动了世界科学的进步,促进了社会经济的发展,对解决人类社会面临的能源、交通、材料、环保、信息、生命等问题,已经作出并正在作出巨大的贡献。[12]

2、电化学加工研究现状

2.1基本概念

电化学加工(electrochemical machining ) 利用电化学反应(或称电化学腐蚀)对金属材料进行加工的方法。与机械加工相比,电化学加工不受材料硬度、韧性的限制,已广泛用于工业生产中。常用的电化学加工有电解加工[13-16]、电磨削[17-20]、电化学抛光[21-24]、电镀、电刻蚀和电解冶炼等。[25-26]

2.2研究优缺点

2.2.1电化学加工优点

(1)能同时进行三维的加工,一次加工出形状复杂的型面、型腔、异形孔。

(2)可以加工一般机制工艺难以加工的高硬度、高韧性、高强度材料,如硬质合金、淬火钢、耐热合金、钛合金。

(3)生产率高,约为电火花加工的5~10倍;在某些情况下,比切削加工的生产率还高,且加工生产率不直接受加工精度和表面粗糙度的限制。

(4)阴极工具在理论上不损耗,可长期使用。

(5)产生的热量被电解液带走,工件基本上没有温升,适合于加工热敏性材料。

(6)加工中工件与刀具(阴极)不接触,不会产生切削力,加工后零件表面无残余应力、无毛刺。

(7)加工后零件表面质量好。表面粗糙度Ra可达0.2~1.25μm,加工精度:型孔或套料为±0.03~±0.05 mm、模锻型腔为±0.05~±0.20 mm、透平叶片型面为0.18~0.25 mm。

2.2.2电化学加工缺点

(1)不易达到较高的加工精度和加工稳定性。因为影响电解加工的间隙电场和流场稳定性的参数很多,控制比较困难,加工精度难以严格控制,尺寸精度一般只能达到0. 15-0. 30 mm;加工时杂散腐蚀也比较严重;

(2)电极工具的的设计和修正比较麻烦,因而很难适用于单件生产;

3、应用研究

电化学加工的应用电化学加工有三种不同的类型。

(1)第Ⅰ类是利用电化学反应过程中的阳极溶解来进行加工,主要有电解加工、电化学抛光等。

(2)第Ⅱ类是利用电化学反应过程中的阴极沉积来进行加工,主要有电镀、电铸等。

(3)第Ⅲ类是利用电化学加工与其它加工方法相结合的电化学复合加工工艺进行加工,目前主要有电解磨削、电化学阳极机械加工。

3.1 电化学抛光和电解抛光

电化学抛光是直接应用阳极溶解的电化学反应对机械加工后的零件进行再加工,以提高工件表面的光洁度电化学抛光比机械抛光效率高、精度高,且不受材料的硬度和韧性的影响,有逐渐取代机械抛光的趋势。电解抛光的基本原理与电解加工相同,但电解抛光的阴极是固定的,极间距离大(1.5~200 mm),去除金属量少。电解抛光时,要控制适当的电流密度。电流密度过小时金属表面会产生腐蚀现象,且生产效率低;当电流密度过大时,会发生氢氧根离子或含氧的阴离子的放电现象,且有气态氧析出,从而降低了电流效率。[27]

3.2 电镀

图1 汽车表面的电镀

电镀是用电解的方法将金属沉积于导体(如金属)或非导体(如塑料、陶瓷、玻璃钢等)表面,从而提高其耐磨性,增加其导电性,并使其具有防腐蚀和装饰功能。对于非导体制品的表面,需经过适当地处理(用石墨、导电漆、化学镀处理),使其形成导电层后,才能进行电镀。电镀时,将被镀的制品接在阴极上,要镀的金属接在阳极上。电解液是用含有与阳极金属相同离子的溶液。通电后,阳极逐渐溶解成金属正离子,溶液中有相等数目的金属离子在阴极上获得电子随即在被镀制品的表面上析出,形成金属镀层。例如在铜板上镀镍,以含硫酸镍的水溶液作电镀液。通电后,阳极上的镍逐渐溶解成正离子,而在阴极的铜板表面上不断有镍析出。[28]

3.3 电刻蚀

图2 利用电刻蚀刻出的图案

电刻蚀是应用电化学阳极溶解的原理在金属表面蚀刻出所需的图形或文字。由于电刻蚀所去除的金属量较少,因而无需用高速流动的电解液来冲走由工件上溶解出的产物。加工时,阴极固定不动。[29]

电刻蚀有以下四种加工方法。

(1)按要刻的图形或文字,用金属材料加工出凸模作为阴极,被加工的金属工件作为阳极,两者一起放入电解液中。接通电源后,被加工件的表面就会溶解出与凸模上相同的图形或文字。

(2)将导电纸(或金属箔)裁剪或用刀刻出所需加工的图形或文字,然后粘贴在绝缘板材上,并设法将图形中各个不相连的线条用导线在绝缘板背面相连,作为阴极。适于图形简单,精度要求不高的工件。

(3)对于图形复杂的工件,可采用制印刷电路板的技术,即在双面敷铜板的一面形成所需加工的正的图形,并设法将图形中各孤立线条与敷铜板的另一面相连,作为阴极。不适于加工精细且不相连的图形。

(4)在待加工的金属表面涂一层感光胶,再将要刻的图形或文字制成负的照相底片覆在感光胶上,采用光刻技术将要刻除的部分暴露出来。这时阳极仍是待加工的工件,而阴极可用金属平板制成。

3.4电解磨削

图3 电解磨削工作简图

电解磨削是电解作用和机械磨削相结合的加工过程。导电磨削时,工件接在直流电源的阳极上,导电的砂轮接在阴极上,两者保持一定的接触压力,并将电解液引入加工区。当接通电源后,工件的金属表面发生阳极溶解并形成很薄的氧化膜,其硬度比工件低得多,容易被高速旋转的砂轮磨粒刮除,随即又形成新的氧化膜,又被砂轮磨去。如此进行,直至达到加工要求为止。[30]

4、电化学加工发展趋势

21世纪,由于材料、能源、信息、生命、环境对电化学技术的要求,电化学新体系和新材料的研究将有较大的发展。目前可预见的有:1)纳米材料的电化学合成;2)纳米电子学中元器件、集成电路板、纳米电池、纳米光源的电化学制备;3)微系统、芯片实验室的电化学加工以及界面动电现象在驱动微液流中的应用;4)电动汽车的化学电源和信息产业的配套电源;5)氢能源的电解制备;6)太阳能利用实用化中的固态光电化学电池和光催化合成;7)消除环境污染的光催化技术和电化学技术;8)玻璃、陶瓷、织物等的自洁、杀菌技术中的光催化和光诱导表面能技术;9)生物大分子、活性小分子、药物分子的电化学研究;10)微型电化学传感器的研制。

[31]

5、总结

电化学加工技术在制造业领域的重要地位日益突出,尤其是在深孔加工、型面加工、型腔加工﹑异形孔和薄壁零件加工、表面光整加工等方面的效果十分显著。将电化学加工技术与传统加工方法进行有机的结合,进一步提高了零件质量、改善零件使用性能和延长使用寿命,对于提高我国机械制造业在国际上的竞争力,促进我国经济的发展都具有重要的意义。

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工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高,对机械制造工艺技术提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、结构、设备加工能力的限制,使用传统的切削加工方法很难完成对高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温和磁性等新材料,以及精密复杂、微细构件或难以处理的形状的加工。为了解决这些加工的难题,人们不断开发研究并成功采用“传统的切削加工以外的新的加工方法——特种加工方法”解决了很多工艺问题,在生产上发挥了很大的作用,引起了机械制造工艺技术领域的许多变革。特种加工是相对于传统的切削加工而言的,实质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、声能、热能、磁能、物质动能、甚至爆炸能等对工件进行加工的工艺方法的总称。 正文 一、数控加工和特种加工机床的种类 数控加工机床分类有两种方法: 1.按控制系统分类有点位控制、直线控制、连续控制三种, 2.按伺服系统分类有开环、半闭环、闭环控制系统。 传统的切削加工方法主要依靠机械能来切除金属材料或非金属材料。随着工业生产和科学技术的发展,产生了多种利用其他能量形式进行加工的特种加工方法,主要是指直接利用电能、化学能、声能和光能等来进行加工的方法。在此,机械能以外的能量形式的应用是特种加工区别于传统加工的一个显著标志。 新的能量形式直接作用于材料,使得加工产生了诸多特点,例如,加

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时磊忖呎… 4、脱脂洗净。 技术要求: 1锐边倒钝,去毛刺; 2、表面喷塑处理(颜色:新威1294HF10); 3、脱脂洗净。 技术要求: 1、零件1与零件2压铆连接,压平、压牢; 2、注意避免表面划伤。 盒体: 技术要求: 1、折弯半径R1.5; 2、锐边倒钝,去毛刺; 3、脱脂洗净。 技术要求: 1、零件1与零件 2、 3、 4、 5、6压铆连接,压平、压牢; 2、表面喷塑,颜色:新威1294HF10 ; 3、喷塑时注意保护螺纹,喷塑后回丝。 技术要求: 1、零件1与零件 2、 3、4压铆连接,压平、压牢; 2、表面喷塑,颜色:新威1294HF10 ; 3、喷塑时注意保护螺纹,喷塑后回丝。 技术要求: 1、折弯半径R1.5; 2、锐边倒钝,去毛刺; 3、表面喷塑处理(颜色:新威1294HF10); 4、脱脂洗净。 技术要求: 1、折弯半径R1.5; 2、锐边倒钝,去毛刺;

微细电化学加工技术

微细电化学加工技术现状与进展 摘要:微细电电化学加工是微细加工领域的一个重要研究方向,电化学加工是利用电化学阳极溶解的原理将零件加工成型,具有工具无损耗、加工表面质量好、与零件材料硬度无关、加工后工件无应力和变形等优点,近年来随着电解加工理论的进一步成熟,微细电解加工以其独特的优势有望成为微细加工领域的又一主流技术[1]。微细电化学在未来的微纳加工中必将大有作为。本文介绍了国内外微细电化学加工技术、微细电化学加工电源及检测技术的研究现状[2]。结合国内外微细电化学加工技术的最新进展,系统地综述了微细电化学加工在多个方面的研究情况和工艺特点[3]。 关键词:电化学;电化学加工;微细电化学加工;脉冲电源。 电化学 电化学是一项古老的技术,是从研究电能与化学能的相互转换开始形成的。到20 世纪50 年代中期,苏联、美国和我国才相继开始了电解加工工艺的试验研究,电解加工也逐渐得到了发展。随着科学技术的不断发展和深入,电化学的研究领域不断拓宽和扩展,在电化学基础上开拓的电化学加工技术,支撑了电铸、电镀、电解冶炼和电解合成、电解加工、材料腐蚀的控制等重要的产业部门,已迅速地发展成为具有重大工业意义的一项技术。 电化学加工 电化学加工技术主要是利用金属材料发生氧化还原的电化学过程来实现去除材料和增加材料的目的。电化学加工技术自问世以来,以其新颖的加工原理而得到了极为广泛的应用,已成为当前机械加工领域中不可缺少的加工方法。电化学加工技术是一种特种加工技术,目前在微细加工中已占有重要的位置。由于加工过程是以离子单位方式进行的,所以在微细加工中占有重要的位置。随着现代电力电子技术的发展,针对电化学加工对精度和表面质量的要求,逐渐采用脉冲电源替代直流电源,而且脉冲电源的频率也在不断提高。另外,计算机控制技术的发展,使采用简单形状电极加工复杂结构的工件成为可能,使电化学加工技术有了广阔的应用前景[4]。电化学加工是一种基于在溶液中通电,使离子从一个电极移向另一个电极,从而将材料去除或沉积的方法,因此。它应是未来微、纳

特种加工技术特点与发展应用

特种加工技术特点与发展应用 摘要:进入二十世纪以来,制造技术,特别是先进制造技术不断发展,特种加工成为传统加工工艺方法的重要补充和发展,在模具制造业中不可缺少的一种加工方法。同时,作为先进制造技术中的重要的一部分,特种加工在我国的许多关键的制造业中发挥着重要的、不可替代的作用。本文概要描述了特种加工技术的工艺特点以及该技术在各个领域上的发展应用和发展趋势。 关键词:先进制造技术;特种加工;特点;发展 引言:20 世纪以来,航空科学技术迅速发展。为保证在高温、高压、高速、重载和强腐蚀等苛刻条件下的工作可靠性,在飞机、发动机和机载设备上大量采用了新结构、新材料和复杂形状的精密零件。鉴于对有特殊要求的零件用传统机械加工方法很难完成, 难于达到经济性要求,各种异于传统切削加工方法的新型特种加工方法应运而生。目前,特种加工技术已成为航空产品制造技术群中不可缺少的分支, 在难切削材料、复杂型面、精细表面、低刚度零件及模具加工等领域中已成为重要的工艺方法。特种加工技术采用电磁声光等无形的能量,是科技进步的最大表现,在未来的科技发展过程中,我们要不断认识特种加工的优缺,更好的利用好特种加工技术,为未来的生产发展做出更大的贡献。 特种加工技术概况 特种加工技术的发展 特种加工是第二次世界大战后发展起来的一类有区别于传统切削和磨削的加工方法。特别是自20世纪50年代以来,由于材料科学、高新技术的发展和激烈的市场竞争、发展尖端国防及科学研究的急需,不仅新产品更新换

代日益加快,而且产品要求具有很高的强度重量比和性能价格比,并正朝着高速度、高精度、高可靠性、耐腐蚀、高温高压、大功率、尺寸大小两极分化的方向发展。为此,各种新材料、新结构、形状复杂的精密机械零件大量涌现,对机械制造业提出了一系列迫切需要解决的新问题。例如,各种难切削材料的加工;各种结构形状复杂、尺寸或微小或特大、精密零件的加工;薄壁、弹性元件等刚度、特殊零件的加工等。对此,采用传统加工方法十分困难,甚至无法加工。对此,人们冲破传统加工方法的束缚,不断地探索、寻求新的加工方法,于是一种本质上区别于传统加工的特种加工便应运而生,并不断获得发展。后来,由于新颖制造技术的进一步发展,人们就从广义上来定义特种加工,即将电、磁、声、光、化学等能量或其组合施加在工件的被加工部位上,从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。特种加工可以实现传统加工方法难以实现的加工,如高强度、高硬度、高脆性、高韧性、工程陶瓷、磁性材料和耐高温材料等难以加工的材料以及高紧密,特殊复杂表面和外形等零件的加工等。对于精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力,在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子原件等制造中得到越来越广泛的应用。 特种加工的特点 1.不用机械能,与加工对象的机械性能无关,有些加工方法,如激光加工、电火花加工、等离子弧加工、电化学加工等,是利用热能、化学能、电化学能等,这些加工方法与工件的硬度强度等机械性能无关,故可加工各种硬、软、脆、热敏、耐腐蚀、高熔点、高强度、特殊性能的金属和非金属材料。 2.非接触加工,不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,因此,

钣金件未来发展趋势

钣金行业发展趋势分析 钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义,根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为:钣金是针对金属薄板(通常在6mm以下)一种综合冷加工工艺,包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型(如汽车车身)等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。 中国作为全球钣金制造中心的地位将进一步稳固.随着中国融入全球经济环境进程的加快以及经济实力的快速崛起,中国已经成为全球最有活力的经济地区。中国经济设施比较完善,产业发展比较成熟且劳动力成本较低,具有成为全球钣金制造中心的比较优势,钣金制造业外向型发展特征明显。中心地位的加强首先表现在近几年五金产品的出口全面增长:主要钣金产品的出口增长率均高于产量的增长率,更高于国内市场销量的增长率;主要钣金产品全面开花,不仅电动工具、手工具、建筑五金产品这些传统的出口大类产品增幅很高,而且以前出口比重不大的厨电产品和卫浴产品2004年的出口增速亦十分明显。巨大的市场和中心地位引力将进一步吸引钣金跨国公司制造中心向中国的转移。 销售渠道间的竞争也日益激烈。由于国内钣金厨卫产品供过于求,质量压力增大,销售渠道成为关键的竞争因素之一,各方对渠道的争夺日趋激烈。一方面,厨电生产厂家加强了对零售终端的控制,力争减少销售环节,节省销售费用,使销售渠道向专业化方向发展,企业销售模式朝着能同时适应多样市场的方向发展。另一方面,销售业发展的趋势使大型家电连锁店的地位不断上升,对行业的控制能力增强,参与并引发了以前主要由制造商主导的价格竞争。大型零售商凭借其广阔的市场覆盖面、采购规模和成本优势,在产品定价、货款交割等方面对生产企业的控制能力将日益增强。 企业两极分化将进一步加剧。未来几年将是钣金行业的震荡期,这种高速震荡带来的直接后果是导致现在钣金厨卫品牌阵营中两极分化的趋势扩大。预计今后几年真正能够在市场

埃马克高精密电解加工(PECM)技术2_图文

页码 1 — 6 埃马克高精密电解加工(PECM 技术——应对难加工材料的解决方案 汽车生产行业发展飞速,其趋势之一就是,建设新的生产基地,迎接新的挑战。特别是南美和中国,正在建设大量的生产基地,这些基地的规划会受到多种需求的影响。不仅需要建设具备创新技术和高度灵活的生产线来确保产量的提高(例如,每天出厂的乘用车数量,还要必须保障产品质量的不断提高。因此,在研发更有效的新工艺方面,对机械工程设计行业的创新者们提出了更高的要求,而埃马克(EMAG 的PECM 技术在对难加工材料制成的复杂零部件进行加工时拥有巨大的优势。 汽车工业、航空工业以及其他工业部门的发展为加工行业带来了巨大挑战,因为随着这些行业的发展和技术的进步,他们需要越来越多的难加工材料,以及制造更多具有特别复杂几何形状的新零部件。制造这些零部件所需的新工艺必须能够保证高效的生产工艺,和保证绝对的工艺完整性。 关注高难度的加工要求 在这种背景下,显而易见,生产计划人员必须要努力寻找新的创新性加工工艺。同时人们经常会问:那些机械工程设计领域中的新技术能否应对不断增长的生产需求?对于这一问题,埃马克集团旗下的一家电解加工(ECM 技术公司 EMAG ECM GmbH 给出了一个特殊的答案。埃马克的专家们利用他们称之为 PECM 的技术(“ P ”代表“精密”,进一步改进了该工艺。他们从一开始就特别关注加工复杂零部件

过程中所需的高难度任务。正如 EMAG ECM 技术销售主管理查德 ·凯勒所说:“在加工高强度合金时,许多用户至今仍依赖高速铣削和电火花放电加工。但是这项技术有自己的劣势,比如,工具磨损非常大,而且产生高温对材料造成不良影响。在PECM 中,则不会存在这些问 页码 2 — 6 题,即使出现这些现象,所造成的影响也是微不足道的。事实上,这正是该项工艺的特殊优势所在。” 高质量的工艺 该项工艺具有出众的优势:加工高强度合金(又被称为“超级合金”以及其它难加工材料时,工具基本上没有明显的磨损。产品表面光洁度非常高:没有毛刺,也没有材料结构损害。这是如何实现的呢?首先, EMC 工艺在清除材料的过程中,动作非常柔和。工件作为阳极,工具作为阴极,在这两极之间有电解液,电解液可以将金属离子从工件上剥离。由于工具的阴极形状代表了所期望的工件形状,因此仅在需要清除的地方清除材料即可。通过这种技术, 可以在非接触式、不受热效应影响的情况下加工出曲面、环形通道、凹槽或腔室等形状,并且能够确保最高的精确度。 更高的效率 凯勒先生说:“这项工艺使我们能够生产最为精致和复杂的零部件。我们已经有意识地将 ECM 发展为 PECM ,以确保我们能够在越来越小的部件上实现更高精度

浅谈钣金加工工艺技术

浅谈钣金加工工艺技术 摘要:钣金加工过程中冲压件技术使用频繁,文章针对冲压件的加工工艺进行 分析,总结出需要注意的技术要点。分析翻边孔加工以及弯曲件加工的具体方法,为钣金加工环节提供稳定的技术支持,提升产品质量,使用稳定性也有明显提升。 关键词:钣金加工;加工工艺;弯曲件加工 在钣金的加工过程中,加工工艺是指导钣金加工的重要文件,如果没有加工 工艺,钣金加工将会出现无规范可依,无标准可执行的情况。因此,我们要清楚 钣金加工工艺的重要性,在钣金加工过程中对加工工艺进行深入研究,保证加工 工艺能够符合钣金加工的操作实际,满足钣金加工的实际需要,从根本上提高钣 金加工质量。通过实践发现,钣金加工根据加工方式的不同,主要分为:下料、 折弯、拉伸、成型、焊接等方式。要想保证钣金加工全过程的质量达标,就要重 点研究这几种加工方式的加工工艺,对现有加工工艺进行优化,提高加工工艺的 实用性和指导性。 1钣金下料的加工工艺研究 从目前钣金下料方式来看,由于数控设备的广泛采用,以及激光切割技术的 运用,钣金下料已经从传统的半自动切割转变成数控冲床加工和激光切割。在这 一加工过程中,主要的加工工艺要点在于冲孔的尺寸控制和激光切割的板材厚度 选择。对于冲孔的尺寸控制,主要应遵循以下加工工艺要求: 1.1冲孔在尺寸选择上,应根据图纸需要,认真分析冲孔的形状、板材的机械性能和板材的厚度情况,并根据公差要求将冲孔的尺寸留有余量,保证加工余量 在允许偏差范围内。 1.2冲孔时设定好孔间距和孔边距,保证孔间距和孔边距达到标准要求。对于激光切割的工艺要点,我们应按照标准要求,在选材上,冷轧板和热轧板的最大 厚度不超过 20mm,不锈钢的最大厚度不超过 10mm,另外网孔件不能使用激光 切割的手段实现。 2 钣金加工工艺中的难点 钣金加工工艺是将一些金属薄板进行手工或者是模具的手法,从而使其形成 我们所希望和要求的形状和尺寸,通过焊接或者是小部分的机械加工,使其形成 更复杂的形状。比如在家庭中的油箱、铁通、通风管道、铁壶、漏斗、烟囱、弯 头等,还有各种设备的外壳等,这些都是钣金的构件。钣金构件没有一种固定的 结构形式,在对产品进行设计时,应该满足生产功能的前提:让所设计出的结构 要做到外形的美观和制作成本低廉的原则。钣金构件是根据具体需要进行设计, 不同的结构就要设计出不同的形式。总而言之,钣金构件的设计不是固定不变的,而是要随着产品的变化而变化,这就是钣金加工工艺所面临的难点问题。 3钣金加工工艺改进的措施 在实际钣金加工工艺中遇到的问题,可以从以下几点进行分 析,并对其进行改进措施。 3.1 钣金加工选材 钣金加工一般是用在设备的外壳,因此板材的选择工作显得非常重要。既要 选择的恰当、在加工时方便,还能在保证强度的前提下把加工的成本进行降低。 在同一结构加工材料时,要保证材料的利用率,同样规格的板材厚度的材料 最多不能超过三种。这就要加工时对材料要进行高度的利用,不能浪费。对于那 种高强度且要求也比较高的钣金结构,可以用薄板压筋的方法达到目的。市场上

2017年中国锂电池行业发展现状及未来发展前景预测

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争 全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下,2016年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理 国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。2010年至2016年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。2016年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。2016年,我国电动汽车产量达到51.7万辆,带动我国动力电池产量达到33.0GWh,同比增长65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广,2016年储能型锂离子电池的应用占比达到4.94%。 2010-2016年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理 业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为68%。江西紫宸2016年全球份额提升至10.5%,国内份额提升至14.8%,预计2017年

特种加工技术的发展和展望讲课教案

特种加工技术的发展 和展望

《特种加工》课程论文 题目:特种加工技术的发展和展望 姓名:郭健朗 学号: 1 3 4 1 1 0 1 0 8 6 院系:机械与能源工程系 专业:机械设计制造及其自动化 指导老师:雷先明

特种加工技术的发展和展望 摘要: 全面介绍了特种加工技术的类型及发展现状, 指出了其优势和存在的问题; 阐述了电火花加工、电解加工、电子束加工、超声波加工、激光加工、化学机械复合加工、水喷射加工等加工方法; 探讨了各种加工方法的工作要素、加工特点及应用; 最后, 指出了特种加工的发展趋势。 Abstract: the author introduces the types and current situation of the development of special processing technology, points out its advantages and problems; describes the electrical discharge machining, electrochemical machining, electron beam machining, ultrasonic machining, laser processing, chemical mechanical processing, water jet machining processing method; discusses the processing characteristics and application of work elements, all kinds of processing methods; finally, points out the development trend of special machining 关键词: 特种加工;电火花加工;电解加工;电子束加工;超声波加工 Key words: special machining; EDM; electrochemical machining; electron beam machining; ultrasonic machining 1.引言 特种加工(又称非传统加工)是二次世界大战后发展起来的一类有别于传统切削与磨削加工方法的总称。特种加工方法将电、磁、声、光等物理量及化学能量或其组合直接施加在工件被加工的部位上,从而使材料被去除、累加、变形或改变性能等;特种

钣金加工工艺难点及改进措施分析

钣金加工工艺难点及改进措施分析 钣金加工在我国机械类工程中占据重要的地位。随着钣金加工技术的提升,对钣金加工工艺水平要求越来越高。但在钣金加工工艺上仍然存在着加工上的难点,这就直接关系到我国钣金加工技术向前推进的速度,合理地提高钣金加工工艺是钣金行业面临的关键所在。文章从钣金加工工艺难点出发,对其进行了分析并提出了相应的改进措施。 标签:钣金加工;难点;改进 钣金加工是我国机械类工业中的一种重要的加工工艺,钣金加工工艺的要求相对比较高,而传统的钣金加工工艺技术已经不能满足现有的钣金加工,其加工出来的钣金和现在实际上要求的存在一定的差距,所以必须对钣金的加工工艺进行改进,才能符合今天市场上钣金加工的要求。随着科技的不断进步,钣金在加工工艺出现了问题。只有解决这些问题产生的原因,才能让钣金的加工工艺水平提高,实现钣金加工工艺技术的突破。 1 钣金加工工艺中的难点 钣金加工工艺是将一些金属薄板进行手工或者是模具的手法,从而使其形成我们所希望和要求的形状和尺寸,通过焊接或者是小部分的机械加工,使其形成更复杂的形状。比如在家庭中的油箱、铁通、通风管道、铁壶、漏斗、烟囱、弯头等,还有各种设备的外壳等,这些都是钣金的构件。钣金构件没有一种固定的结构形式,在对产品进行设计时,应该满足生产功能的前提:让所设计出的结构要做到外形的美观和制作成本低廉的原则。钣金构件是根据具体需要进行设计,不同的结构就要设计出不同的形式。总而言之,钣金构件的设计不是固定不变的,而是要随着产品的变化而变化,这就是钣金加工工艺所面临的难点问题。 2 钣金加工工艺改进的措施 在实际钣金加工工艺中遇到的问题,可以从以下几点进行分析,并对其进行改进措施。 2.1 钣金加工选材 钣金加工一般是用在设备的外壳,因此板材的選择工作显得非常重要。既要选择的恰当、在加工时方便,还能在保证强度的前提下把加工的成本进行降低。 在同一结构加工材料时,要保证材料的利用率,同样规格的板材厚度的材料最多不能超过三种。这就要加工时对材料要进行高度的利用,不能浪费。对于那种高强度且要求也比较高的钣金结构,可以用薄板压筋的方法达到目的。 市场上所供给的钣金加工材料,其外形有时并不符合要求。比如钣金加工出

特种加工技术的现状发展及其应用教学文案

特种加工技术的现状发展及其应用 一、特种加工技术的现状发展 特种加工是各种利用物理的、化学的能量去除或添加材料以达到零件设计要求的加工方法的总称。由于这些加工方法的加工机理以溶解、熔化、气化、剥离为主,且多数为非接触加工,因此对于高硬度、高韧性材料和复杂形面、低刚度零件是无法替代的加工方法,也是对传统机械加工方法的有力补充和延伸,并已成为机械制造领域中不可缺少的技术内容。目前,这一技术正向着自动化、柔性化、精密化、集成化、智能化和最优化方向发展,在已有的工艺不断完善和定型的同时,新的特种加工技术不断涌现,如快速原形制造技术、等离子体熔射成形工艺技术、在线电解修整砂轮镜面磨削技术、实变场控制电化学机械加工技术、三维型腔简单电极数控电火花仿铣技术、电火花混粉大面积镜面加工技术、磁力研磨技术和电铸技术等。新的特种加工技术是在传统的特种加工技术的基础上,紧密结合材料、控制和微电子技术而发展起来的,并随着产品应快速响应市场需求,正在形成面向快速制造的特种加工技术新体系。 1、特种加工技术的构成 近二三十年来,特种加工技术发展迅速,其内涵已十分广泛而丰富。包括:.溶解加工、熔化加工、复合加工、综合加工、特种机械加工等多种加工形式。 2、人工智能技术为特种加工工艺规律建模奠定了基础 特种加工的微观物理过程非常复杂,往往涉及电磁场、热力学、流体力学、电化学等诸多领域,其加工机理的理论研究极其困难,通常很难用简单的解析式来表达。近年来,虽然各国学者采用各种理论对不同的特种加工技术进行了深入的研究,并取得了卓越的理论成就,但离定量的实际应用尚有一定的距离。然而采用每一种特种加工方法所获得的加工精度和表面质量与加工条件参数间都有其规律。 因此,目前常采用研究传统切削加工机理的实验统计方法来了解特种加工的工艺规律,以便实际应用,但还缺乏系统性。受其限制,目前特种加工的工艺参数只能凭经验选取,还难以实现最优化和自动化,例如,电火花成形电极的沉入式加工工艺,它在占电火花成形机床总数95%以上的非数控电火花成形加工机床和较大尺寸的模具型腔加工中得到广泛应用。 虽然已有学者对其cad、capp和cam原理开展了一些研究,并取得了一些成果,但由于工艺数据的缺乏,仍未有成熟的商品化的cad/cam系统问世。通常只能采用手工的方法或部分借助于cad造型、部分生成复杂电极的三维型面数据。随着模糊数学、神经元网络及专家系统等多种人工智能技术的成熟发展,人们开始尝试利用这一技术来建立加工效果和加工条件之间的定量化的精度、效率、经济性等实验模型,并得到了初步的成果。因此,通过实验建模,将典型加工实例和加工经验作为知识存储起来,建立描述特种加工工艺规律的可扩展性开放系统的条件已经成熟。并为进一步开展特种加工加工工艺过程的计算机模拟,应用人工智能选择零件的工艺规程和虚拟加工奠定基础。 3、智能控制将成为特种加工领域主要的控制策略 加工过程和加工设备的稳定、可靠、高效地运行是特种加工工艺技术适应快速制造体系的必不可少的条件。但由于多数特种加工方法采用“以柔克刚”的非接触式加工机制,加工是伴随着物理、化学过程进行的,其加工的微观过程非常复杂,迄今为止仍不能用一个确定的数学模型来描述。而且随着加工过程的进行,加工条件有时还会发生较大的变化,引起加工特性随时间而变化。因此在控制理论中属于典型的模型不确定非线性时变系统,很难用经典的控制理论和现代控制理论的方法获得理想的控制效果。多年来人们尝试过很多种自适应控制策略,取得了很大进展。但在加工条件大幅度变化的情况下仍难以达到满意的性能。

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测精编版

锂电池行业发展现状及未来发展前景预测 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

2017年中国锂离子电池行业发展现状分析及未来发展前景预测 核心提示:全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下, 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争全球锂离子电池行业呈现三国鼎立的竞争格局。由于整个二次电池的产业链几乎已经转移至亚洲,在中国、日本、韩国相继扩大生产的背景下, 2016 年中国、韩国、日本三国占据了全球锂电池电芯产值总量的 98.11%。三国的竞争策略各不相同。日本竞争策略上关注技术领先。韩国更偏重于消费型锂离子电池的发展。中国锂离子电池市场规模在全球市场的份额呈现逐年上升的态势。 2010-2020 年中国及全球锂电产值 数据来源:公开资料整理国内锂离子电池市场的发展处于行业的高速增长期。 2010 年至2016 年我国锂离子电池下游应用占比呈现消费型电池占比逐年下降、动力类占比逐年提升的格局。 2016 年受消费电子产品增速趋缓以及电动汽车迅猛发展影响,我国锂离子电池行业发展呈现出“一快一慢”新常态。 2016 年,我国电动汽车产量达到 51.7 万辆,带动我国动力电池产量达到 33.0GWh,同比增长 65.83%。随着储能电站建设步伐加快,锂

离子电池在移动通信基站储能电池领域逐步推广, 2016 年储能型锂离子电池的应用占比达到 4.94%。 2010-2016 年我国锂离子电池下游应用占比 数据来源:公开资料整理业务发展方向契合政策,发展前景良好。我国锂离子电池材料及设备行业平均利润水平总体上呈现平稳波动态势,在不同应用领域及细分市场行业利润水平存在差异。一般而言,在低端负极产品和涂布机领域,门槛低,竞争充分,利润水平相对较低。而中高端负极材料、涂布机以及新兴的涂覆隔膜、铝塑包装膜,产品技术含量高,在研发、工艺改善、客户积累、资金投入等方面进入壁垒较高,附加价值较高,优质企业能够在该领域获得较好的利润率水平。 全球负极材料产业集中度极高,江西紫宸全球份额持续提升。目前锂离子电池负极材料生产企业主要在中国和日本,两国总量占全球负极材料产销量 90%以上。负极材料产品市场呈现出明显的寡头垄断格局。2015 年前五强贝特瑞、日立化成、江西紫宸、上海杉杉、三菱化学的全球市场份额分别是20%、18%、13%、10%、7%,全球前五大企业市场份额合计占比为 68%。江西紫宸 2016 年全球份额提升至 10.5%,国内份额提升至 14.8%,预计 2017 年份额维持提升趋势。江西紫宸国内排名前三,行业集中度有望进一步提高。目前国内锂电池负极材料生产企业中:贝特瑞、杉杉科技、江西紫宸为行业前三名,处于行业领先地位。

特种加工技术的应用及发展趋势.教学提纲

特种加工摘要随着我国机械制造业的快速发展,电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多,特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用,而且在一般机械加工企业中逐渐普及.电火花加工技术是实践性与理论性都很强的一门技术,用户既要掌握电火花工艺方面的知识,又要充分熟悉电火花机床的功能与编程知识。目前,我国的电火花机床操作者中,大多只经过短期培训,缺乏系统的理论知识,只能进行简单加工的程序编制,严重影响了加工设备的高效使用。为适应现代化加工技术的要求,电火花机床操作者,要全面掌握所需的专业知识;从事电火花加工的技术人员也需要提高自身的技术水平;企业也急需一批电火花加工方面懂工艺、会编程,能够熟练操作和维护机床的应用型技术人才。针对上述现状,作者对高职高专目前常见的电火花加工技术方面的教材进行了认真研究,并对国内数十家企业进行了调研,根据电火花加工技术人才知识结构的市场需求,从培养学生必备的基础知识和操作技能出发,汇集多年的教学和在企业的实践经验,编写了本书。本书由电火花加工技术基础,电火花成形加工机床、加工工艺及编程,电火花线切割加工机床、加工工艺及编程三部分组成。学生在学习本课程前,已学过“机械制造技术”和“数控原理及其应用”课程,并已进行过金工实习或生产实习,对机械加工工艺和数控机床已有初步了解。关键字:电火花加工技术 1.激光加工技术原理 1.1激光加工技术简介激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。 1.2激光技术分类激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术,传统上看,它的研究范围一般可分为: 1)激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。 2)激光加工工艺。包括切割、焊接、表面处理、打孔、打标、划线、微调等各种加工工艺。 3)激光焊接:汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。目前使用的激光器有YAG激光器,CO2激光器和半导体泵浦激光器。4)激光切割:汽车行业、计算机、

浅谈钣金加工工艺技术

浅谈钣金加工工艺技术 发表时间:2018-08-13T16:46:38.020Z 来源:《电力设备》2018年第8期作者:林阿艺[导读] 摘要:钣金加工过程中冲压件技术使用频繁,文章针对冲压件的加工工艺进行分析,总结出需要注意的技术要点。 (本田生产技术(中国)有限公司 510000) 摘要:钣金加工过程中冲压件技术使用频繁,文章针对冲压件的加工工艺进行分析,总结出需要注意的技术要点。分析翻边孔加工以及弯曲件加工的具体方法,为钣金加工环节提供稳定的技术支持,提升产品质量,使用稳定性也有明显提升。 关键词:钣金加工;加工工艺;弯曲件加工 在钣金的加工过程中,加工工艺是指导钣金加工的重要文件,如果没有加工工艺,钣金加工将会出现无规范可依,无标准可执行的情况。因此,我们要清楚钣金加工工艺的重要性,在钣金加工过程中对加工工艺进行深入研究,保证加工工艺能够符合钣金加工的操作实际,满足钣金加工的实际需要,从根本上提高钣金加工质量。通过实践发现,钣金加工根据加工方式的不同,主要分为:下料、折弯、拉伸、成型、焊接等方式。要想保证钣金加工全过程的质量达标,就要重点研究这几种加工方式的加工工艺,对现有加工工艺进行优化,提高加工工艺的实用性和指导性。 1钣金下料的加工工艺研究 从目前钣金下料方式来看,由于数控设备的广泛采用,以及激光切割技术的运用,钣金下料已经从传统的半自动切割转变成数控冲床加工和激光切割。在这一加工过程中,主要的加工工艺要点在于冲孔的尺寸控制和激光切割的板材厚度选择。对于冲孔的尺寸控制,主要应遵循以下加工工艺要求: 1.1冲孔在尺寸选择上,应根据图纸需要,认真分析冲孔的形状、板材的机械性能和板材的厚度情况,并根据公差要求将冲孔的尺寸留有余量,保证加工余量在允许偏差范围内。 1.2冲孔时设定好孔间距和孔边距,保证孔间距和孔边距达到标准要求。对于激光切割的工艺要点,我们应按照标准要求,在选材上,冷轧板和热轧板的最大厚度不超过 20mm,不锈钢的最大厚度不超过 10mm,另外网孔件不能使用激光切割的手段实现。 2 钣金加工工艺中的难点 钣金加工工艺是将一些金属薄板进行手工或者是模具的手法,从而使其形成我们所希望和要求的形状和尺寸,通过焊接或者是小部分的机械加工,使其形成更复杂的形状。比如在家庭中的油箱、铁通、通风管道、铁壶、漏斗、烟囱、弯头等,还有各种设备的外壳等,这些都是钣金的构件。钣金构件没有一种固定的结构形式,在对产品进行设计时,应该满足生产功能的前提:让所设计出的结构要做到外形的美观和制作成本低廉的原则。钣金构件是根据具体需要进行设计,不同的结构就要设计出不同的形式。总而言之,钣金构件的设计不是固定不变的,而是要随着产品的变化而变化,这就是钣金加工工艺所面临的难点问题。 3钣金加工工艺改进的措施 在实际钣金加工工艺中遇到的问题,可以从以下几点进行分 析,并对其进行改进措施。 3.1 钣金加工选材 钣金加工一般是用在设备的外壳,因此板材的选择工作显得非常重要。既要选择的恰当、在加工时方便,还能在保证强度的前提下把加工的成本进行降低。 在同一结构加工材料时,要保证材料的利用率,同样规格的板材厚度的材料最多不能超过三种。这就要加工时对材料要进行高度的利用,不能浪费。对于那种高强度且要求也比较高的钣金结构,可以用薄板压筋的方法达到目的。市场上所供给的钣金加工材料,其外形有时并不符合要求。比如钣金加工出的零件,其展开尺寸和原材料的外轮廓尺寸不相等,这就会影响其在材料上的安装。有些材料在装饰面上不需要进行外形上的材料喷涂,需要在板材的装饰面和板材的纹理方面进行考虑。如果其不暴露在外面,材料就不用严格要求;但材料要暴露在外面时,就要对材料的纹理进行严格的要求,加工时不能把外面的材料划伤。所以就要保证在钣金加工时减少不必要的损伤,提高材料的利用率。 3.2 孔缺结构设计及加工 有些钣金加工需要进行打孔,这就要求对孔进行设计。除了让产品满足需求外,还要方便进行加工,不影响钣金加工后期的工序和其美观的外形。(1)方孔到根部加工时,避免在钣金加工后对板材进行拉伸从而导致孔的变形。如果在钣金加工时进行手工打孔,就会增加钣金加工的工艺难度。(2)钣金件需要螺纹孔时,可以通过各种不同的方法来实现,具体见表1。 表1 3.3弯曲结构的设计。具体弯折对其内直径最小边的要求如表2。

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