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德国埃马克领先的电化学加工,弥补传统工艺不足

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德国埃马克领先的电化学加工,弥补传统工艺不足
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提到电火花加工,相信大家都不陌生。而我们今天要谈的是先进的电化学加工,它们名字接近,其加工过程也有相似之处,但电化学加工的效率是电火花加工的数倍(在某些情况下,比切削加工的效率还要高),而且工具电极几乎不损耗,可以说见过这种先进技术的人真不多,让我们一起来了解。

电化学加工动画演示:

一、电化学加工的特点

电化学加工(ECM),是一种以电解原理为基础的加工技术。加工时工具作为阴极和直流电源的负极连接,工件则作为阳极和电源正极相连。在电解液中阴极和工件之间发生电荷交换,阳极工件被溶解。

ECM技术的优势在于:
  • 1)能加工各种硬度和强度的材料,不管其硬度和强度有多大,都可以加工;
  • 2)生产效率高,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;
  • 3)表面质量好,不会产生残余应力和变质层,没有飞边、刀痕和毛刺,表面粗糙度可达Ra0.05μm;
  • 4)工具电极在理论上不损耗,基本上可以长期使用。

ECM技术当前存在的主要问题是加工精度难以严格控制,尺寸一般只能达到0.15-0.3mm。

德国埃马克在电解加工的基础上,独立研发的精密电解加工技术,不仅可以满足越来越小的零件加工需求,而且加工精度可达到20μm以下,同时也使产品表面质量更趋完美。

如今,电化学加工法已被广泛应用在航空航天、汽车制造、精密医疗仪器制造、显微技术和能源技术领域。不管是特硬的的高温合金材料如镍基,钛合金零件,还是淬火后的零件,采用电化学加工技术都可以对它们进行经济有效的精密加工。

二、ECM加工飞机发动机整体叶盘

整体叶盘是先进航空发动机设计中一种典型的整体结构部件,其材料多选用先进的复合高温镍基合金,传统的加工工艺很难应对这种叶型复杂、精度高、受切削力后变形大的零部件。因此,寻找更优质、高效、高精以及低成本的加工方式成为各国航空制造企业的目标。

ECM加工技术作为实现高温合金整体叶盘加工的重要途径,现已成为各主要航空发动机公司极力研发的重点技术。埃马克凭借其在该领域内的多项专利技术,成为世界上首家为航空发动机提供ECM电解机床加工整体叶盘的欧洲设备厂商。其最终叶片型面轮廓精度≤0.06mm,高温合金材料表面粗糙度Ra≤0.2μm。

埃马克ECM机床加工航空整体叶盘

三、电火花加工与电化学加工对比

在原型件生产中,EDM电火花加工由于所需设备成本较低,并且装置和电极的复杂程度也不高,因此具有较大的优势。

但随着工件数量的增加,ECM工艺由于电极没有损耗的工作原理,使得使用寿命极长,从而更具优势。在电化学粗加工ECM领域内,进给速度可达到5mm/min。通过对20到30个部件的同时加工或平行加工,可以实现中大批量工件高效率生产,其生产精度可达到20μm以下。

ECM vs. EDM 生产力对比

ECM工艺不会像EDM那样产生对工件稳定性造成不利影响的微裂纹。

左为EDM加工,右为ECM加工,使用ECM加工时对材料无负面影响

埃马克ECM“拉削”及钻孔技术

埃马克领先于世界的电化学加工(ECM)技术,可弥补传统工艺中的一系列不足,高效、精密的同时,更为用户节约大量成本,成为航空和汽车发动机生产创新过程中不可或缺的一部分。

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