Electrochemical machining (ECM) is a method of removing metal by an electrochemical process. It is normally used for mass production and is used for working extremely hard materials or materials that are difficult to machine using conventional methods.[1] Its use is limited to electrically conductive materials. ECM can cut small or odd-shaped angles, intricate contours or cavities in hard and exotic metals, such as titanium aluminides, Inconel, Waspaloy, and high nickel, cobalt, and rhenium alloys.[2] Both external and internal geometries can be machined.
ECM is often characterized as "reverse electroplating", in that it removes material instead of adding it.[2] It is similar in concept to electrical discharge machining (EDM) in that a high current is passed between an electrode and the part, through an electrolytic material removal process having a negatively charged electrode (cathode), a conductive fluid (electrolyte), and a conductive workpiece (anode); however, in ECM there is no tool wear.[1] The ECM cutting tool is guided along the desired path close to the work but without touching the piece. Unlike EDM, however, no sparks are created. High metal removal rates are possible with ECM, with no thermal or mechanical stresses being transferred to the part, and mirror surface finishes can be achieved.
In the ECM process, a cathode (tool) is advanced into an anode (workpiece). The pressurized electrolyte is injected at a set temperature to the area being cut. The feed rate is the same as the rate of "liquefication" of the material. The gap between the tool and the workpiece varies within 80–800 micrometers (0.003–0.030 in.)[1] As electrons cross the gap, material from the workpiece is dissolved, as the tool forms the desired shape in the workpiece. The electrolytic fluid carries away the metal hydroxide formed in the process.[2]
As far back as 1929, an experimental ECM process was developed by W.Gussef, although it was 1959 before a commercial process was established by the Anocut Engineering Company. B.R. and J.I. Lazarenko are also credited with proposing the use of electrolysis for metal removal.[2]
Much research was done in the 1960s and 1970s, particularly in the gas turbine industry. The rise of EDM in the same period slowed ECM research in the west, although work continued behind the Iron Curtain. The original problems of poor dimensional accuracy and environmentally polluting waste have largely been overcome, although the process remains a niche technique.
The ECM process is most widely used to produce complicated shapes such as turbine blades with good surface finish in difficult to machine materials. It is also widely and effectively used as a deburring process.[2]
In deburring, ECM removes metal projections left from the machining process, and so dulls sharp edges. This process is fast and often more convenient than the conventional methods of deburring by hand or nontraditional machining processes.[1]
Advantages
Because the tool does not contact the workpiece, there is no need to use expensive alloys or tempering procedures to make the tool tougher than the workpiece. As a result, the tools can be made from any cheap and easily machined, cast, or engraved electrically conductive substance.
There is less tool wear in ECM, and less heat and no stress are produced in processing that could damage the part. Fewer passes are typically needed, and the tool can be repeatedly used.[2]
This method works even on very hard and brittle workpieces.
Disadvantages
The saline (or acidic) electrolyte poses the risk of corrosion to tool, workpiece and equipment.[2]
Only electrically conductive materials can be machined. High Specific Energy consumption.
Currents involved
The needed current is proportional to the desired rate of material removal, and the removal rate in mm/minute is proportional to the amps per square mm.
Typical currents range from 0.1 amp per square mm to 5 amps per square mm. Thus, for a small plunge cut of a 1 by 1 mm tool with a slow cut, only 0.1 amps would be needed.
However, for a higher feed rate over a larger area, more current would be used, just like any machining process—removing more material faster takes more power.
Thus, if a current density of 4 amps per square millimeter was desired over a 100×100 mm area, it would take 40,000 amps (and lots of coolant/electrolyte).
Setup and equipment
ECM machines come in both vertical and horizontal types. Depending on the work requirements, these machines are built in many different sizes as well. The vertical machine consists of a base, column, table, and spindle head. The spindle head has a servo-mechanism that automatically advances the tool and controls the gap between the cathode (tool) and the workpiece.[1]
CNC machines of up to six axes are available.[2]
Copper is often used as the electrode material. Brass, graphite, and copper-tungsten are also often used because they are easily machined, they are conductive materials, and they will not corrode.[1]
Applications
Some of the very basic applications of ECM include:
Die-sinking operations
Drilling jet engine turbine blades
Multiple hole drilling
Machining steam turbine blades within close limits
jet engines
Similarities between EDM and ECM
The tool and workpiece are separated by a very small gap, i.e. no contact in between them is made.
The tool and material must both be conductors of electricity.
Needs high capital investment.
Systems consume lots of power.
A fluid is used as a medium between the tool and the work piece (conductive for ECM and dielectric for EDM).
The tool is fed continuously towards the workpiece to maintain a constant gap between them (EDM may incorporate intermittent or cyclic, typically partial, tool withdrawal).
(ECM) เครื่องจักรไฟฟ้าเป็นวิธีการเอาโลหะด้วยกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า โดยปกติใช้สำหรับการผลิตจำนวนมาก และใช้สำหรับการทำงานยากมากวัสดุหรือวัสดุซึ่งยากเครื่องใช้วิธีการแบบเดิม [1] การใช้จำกัดวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ ECM สามารถตัดมุมเล็ก หรือ รูปแปลก ๆ รูปทรงซับซ้อน หรือผุในยาก และแปลกใหม่โลหะ aluminides ไทเทเนียม Inconel, Waspaloy และสูง นิกเกิล โคบอลต์ และโลหะรีเนียม สามารถจะกลึงรูปทรงเรขาคณิตทั้งภายนอก และภายใน [2]ECM มักมีลักษณะเป็น "ย้อนไฟฟ้า" ที่มันเอาวัสดุแทนเพิ่ม [2] จึงเป็นเหมือนแนวคิดการปล่อยไฟฟ้า (EDM) เครื่องจักรที่กระแสสูงถูกส่งผ่านระหว่างอิเล็กโทรดมีส่วน ผ่านกระบวนการกำจัดวัสดุ electrolytic มีอิเล็กโทรดคิดค่าธรรมเนียมในเชิงลบ (แคโทด), น้ำมันไฟฟ้า (อิเล็กโทร), และเทคโนโลยีไฟฟ้า (แอโนด); อย่างไรก็ตาม ใน ECM มีชุดเครื่องมือไม่ [1] เครื่องมือตัด ECM การรับคำแนะนำตลอดเส้นทางต้องใกล้ กับงาน แต่ไม่ มีการสัมผัสชิ้น ต่างจาก EDM ไร สปาร์คไม่ถูกสร้างขึ้น ราคาสูงเอาโลหะมีได้กับ ECM เครียดไม่มีความร้อน หรือเครื่องจักรกลที่กำลังโอนย้ายไปส่วน และผิวพื้นผิวของกระจกสามารถทำได้ในกระบวนการ ECM แคโทด (เครื่องมือ) เป็นขั้นสูงไปแอโนด (เทคโนโลยี) อิเล็กโทรทางหนีคือฉีดที่อุณหภูมิที่กำหนดไปยังพื้นที่ที่ถูกตัด อัตราอาหารจะเหมือนกับอัตราของ "liquefication" ของวัสดุ ช่องว่างระหว่างเครื่องมือและเทคโนโลยีแตกต่างกันไปในคัลไมโครมิเตอร์แบบ 80 – 800 (0.003 – 0.030 ใน) [1] เป็นอิเล็กตรอนข้ามช่องว่าง วัสดุจากการขึ้นรูปชิ้นงานส่วนถูกยุบ เป็นเครื่องมือสร้างรูปทรงที่ต้องขึ้นรูปชิ้นงาน น้ำมัน electrolytic ดำเนินไปไฮดรอกไซด์โลหะที่เกิดขึ้นในกระบวนการ [2]As far back as 1929 กระบวนการ ECM ทดลองได้รับการพัฒนา โดย W.Gussef แต่ 1959 ก่อนที่กระบวนการค้าก่อตั้งขึ้น โดย บริษัท Anocut วิศวกรรม B.R. และ J.I. Lazarenko มีเครดิต มีการเสนอใช้ electrolysis สำหรับโลหะ [2]ทำวิจัยมากในช่วงปี 1960 และทศวรรษ 1970 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมกังหันก๊าซ เพิ่มขึ้นของ EDM ในเวลาเดียวกันชะลอตัว ECM วิจัยในตะวันตก แม้ว่าจะยังคงทำงานอยู่เบื้องหลังม่านเหล็ก ปัญหาเดิมของมิติความยากจนและสิ่งแวดล้อม polluting เสียมีมากเอาชนะ แม้ว่ากระบวนการยังคง เทคนิคนิชกันอย่างแพร่หลายใช้ ECM กระบวนผลิตรูปทรงซับซ้อนเช่นใบพัดกับผิวดีเสร็จในยากที่จะผลิตเครื่อง อย่างกว้างขวาง และมีประสิทธิภาพนอกจากนี้ยังใช้เป็นกระบวนการลบครีบ [2]ในการลบครีบ ECM เอาประมาณโลหะที่เหลือจากกระบวนการชิ้น และ dulls ขอบคมดังนั้น การ กระบวนการนี้จะรวดเร็วและบ่อยมากขึ้นกว่าวิธีปกติการลบครีบด้วยมือ หรือ nontraditional กระบวนการตัดเฉือน [1]ข้อดีเพราะเครื่องมือติดต่อในเทคโนโลยี มีไม่จำเป็นต้องใช้โลหะผสมที่มีราคาแพงหรือขั้นตอนการแบ่งเบาบรรเทาเพื่อให้เครื่องมือรุนแรงกว่าการขึ้นรูปชิ้นงาน ผล เครื่องมือสามารถทำจากสารนำไฟฟ้าใด ๆ ราคาถูก และง่าย machined หล่อ หรือแกะสลักมีการสึกหรอน้อยกว่าเครื่องมือใน ECM และมีผลิตความร้อนน้อยและไม่มีความเครียดในการประมวลผลที่สามารถสร้างความเสียหายส่วน ผ่านน้อยกว่าปกติจำเป็น และเครื่องมือสามารถจะใช้ซ้ำ ๆ [2]วิธีนี้ได้ผลดีแม้ในโรงมากหนัก และเปราะข้อเสียอิเล็กโทร saline (หรือกรด) ซึ่งทำให้เกิดความเสี่ยงของการกัดกร่อนเครื่องมือ เทคโนโลยี และอุปกรณ์ [2]เฉพาะ วัสดุนำไฟฟ้าสามารถสามารถกลึง ปริมาณการใช้พลังงานเฉพาะที่สูงกระแสที่เกี่ยวข้องปัจจุบันต้องเป็นสัดส่วนกับอัตราต้องเอาวัสดุ และอัตราการกำจัดใน mm/นาที เป็นสัดส่วนกับแอมป์ต่อตารางมิลลิเมตรกระแสโดยทั่วไปการช่วงตั้งแต่ 0.1 แอมป์ต่อตารางมิลลิเมตรถึง 5 แอมป์ต่อตารางมิลลิเมตร ดังนั้น สำหรับตัวเล็กว่ายตัดของเครื่องมือ 1 โดย 1 มม.ตัดช้า แอมป์ 0.1 เท่านั้นจะเป็นที่ต้องการอย่างไรก็ตาม สำหรับอัตราอาหารสูงกว่าพื้นที่ที่ใหญ่กว่า ปัจจุบันมากกว่าจะใช้ เช่นเดียวกับกระบวนการใด ๆ ชิ้น — เอาวัสดุเพิ่มเติมเร็วใช้พลังงานมากขึ้นThus, if a current density of 4 amps per square millimeter was desired over a 100×100 mm area, it would take 40,000 amps (and lots of coolant/electrolyte).Setup and equipmentECM machines come in both vertical and horizontal types. Depending on the work requirements, these machines are built in many different sizes as well. The vertical machine consists of a base, column, table, and spindle head. The spindle head has a servo-mechanism that automatically advances the tool and controls the gap between the cathode (tool) and the workpiece.[1]CNC machines of up to six axes are available.[2]Copper is often used as the electrode material. Brass, graphite, and copper-tungsten are also often used because they are easily machined, they are conductive materials, and they will not corrode.[1]ApplicationsSome of the very basic applications of ECM include:Die-sinking operationsDrilling jet engine turbine bladesMultiple hole drillingMachining steam turbine blades within close limitsjet enginesSimilarities between EDM and ECMThe tool and workpiece are separated by a very small gap, i.e. no contact in between them is made.The tool and material must both be conductors of electricity.Needs high capital investment.Systems consume lots of power.A fluid is used as a medium between the tool and the work piece (conductive for ECM and dielectric for EDM).The tool is fed continuously towards the workpiece to maintain a constant gap between them (EDM may incorporate intermittent or cyclic, typically partial, tool withdrawal).
การแปล กรุณารอสักครู่..

เครื่องจักรกลไฟฟ้า ( ECM ) เป็นวิธีการเอาโลหะโดยกระบวนการไฟฟ้าเคมี มันเป็นเรื่องปกติที่ใช้สำหรับการผลิตมวล และถูกใช้งานอย่างหนัก วัสดุหรือวัสดุที่ยากต่อเครื่องโดยใช้วิธีการแบบเดิม [ 1 ] การใช้ไฟฟ้าการไฟฟ้าจำกัดวัสดุ ECM สามารถตัดขนาดเล็กหรือที่มีรูปร่างแปลกมุมรูปทรงที่ซับซ้อนหรือ cavities ในฮาร์ดดิสก์ และแปลกใหม่โลหะ เช่น ไทเทเนียม aluminides , อินโคเนล , waspaloy และมีนิกเกิล , โคบอลต์และรีเนียมโลหะผสม [ 2 ] ทั้งภายนอกและภายใน รูปทรงเรขาคณิตสามารถกลึง
ECM มักจะมีลักษณะเป็น " กลับด้วยไฟฟ้า " ในนั้นมันเอาวัสดุแทนการเพิ่มมัน[ 2 ] เป็นแนวความคิดคล้ายกับจำหน่ายเครื่องจักรกลไฟฟ้า ( EDM ) ที่ปัจจุบันสูงผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้า และส่วนที่ผ่านกระบวนการกำจัดวัสดุอิเล็กโทรไลต์ที่มีประจุลบที่ขั้วไฟฟ้า ( แคโทด ) , นำของเหลว ( อิเล็กโทรไลต์ ) และชิ้นงาน Conductive ( แอโนด ) ; แต่ใน ECM มี เป็นเครื่องมือที่ไม่มีใส่[ 1 ] ที่ผลิตเครื่องมือตัดเป็นแนวทางตามเส้นทางที่ต้องการใกล้ชิดกับการทำงาน แต่โดยไม่ต้องสัมผัสชิ้นงาน ซึ่งแตกต่างจาก EDM , อย่างไรก็ตาม , ไม่มีประกายไฟที่ถูกสร้างขึ้น อัตราการกำจัดโลหะสูงเป็นไปได้กับ ECM ด้วยความร้อน หรือเครื่องกล เน้นถูกโอนไปยังส่วนและเสร็จสิ้นการพื้นผิวกระจกได้
ในกระบวนการผลิต , แคโทด ( เครื่องมือ ) เป็นขั้นสูงเป็นขั้วบวก ( ชิ้นงาน )อิเล็กโทรไลต์แรงดันการฉีดที่ตั้งอุณหภูมิบริเวณที่ถูกตัด อัตราการป้อนเป็นเช่นเดียวกับอัตรา " liquefication " ของวัสดุ ช่องว่างระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานจะแตกต่างกันภายใน 80 – 800 ไมโครเมตร ( 1 – 0.030 ค่ะ ) [ 1 ] เป็นอิเล็กตรอนข้ามช่องว่าง วัสดุจากชิ้นงานละลายเป็นเครื่องมือรูปแบบรูปร่างที่ต้องการในชิ้นงานของไหลไฟฟ้าประกอบไปโลหะไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการ . [ 2 ]
เท่าที่ 1929 , กระบวนการผลิตทดลอง พัฒนาโดย gussef แม้จะ 1959 ก่อนที่กระบวนการเชิงพาณิชย์ ก่อตั้งขึ้นโดย anocut วิศวกรรมบริษัท b.r. j.i. ลาซาเรนโก และยังให้เครดิตกับการใช้กระแสไฟฟ้าสำหรับการกำจัดโลหะ [ 2 ]
วิจัยมากได้ทำในทศวรรษที่ 1960 และ 1970 , โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมกังหันก๊าซ การเพิ่มขึ้นของ EDM ในช่วงเวลาเดียวกันทำให้ ECM การวิจัยในตะวันตก ถึงแม้ว่างานอย่างต่อเนื่องหลังม่านเหล็ก เดิมปัญหาความถูกต้องมิติไม่ดี และสิ่งแวดล้อมมลพิษของเสียส่วนใหญ่ได้ถูกเอาชนะ แม้ว่ากระบวนการยังคงเป็นเทคนิคเฉพาะ .
กระบวนการผลิตจะใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตที่ซับซ้อนรูปร่าง เช่น ใบพัดกับพื้นผิวที่ยากในวัสดุเครื่อง นอกจากนี้ยังเป็นกันอย่างแพร่หลาย และใช้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นกระบวนการลบคม [ 2 ]
ในลบคมง่ายๆเอาแผนโลหะที่เหลือจากกระบวนการกลึงและ dulls ขอบคม .กระบวนการนี้ได้อย่างรวดเร็วและมักจะสะดวกสบายกว่าวิธีปกติของกระบวนการลบคมด้วยมือหรือเครื่องจักรใหม่ [ 1 ]
ข้อดี
เพราะเครื่องมือจะไม่สัมผัสชิ้นงาน ไม่จําเป็นต้องใช้โลหะราคาแพง หรือแบ่งเบาขั้นตอนเพื่อให้เครื่องมือที่รุนแรงกว่าชิ้นงาน ผล เครื่องมือที่สามารถทำจาก ราคาถูก และสามารถกลึง , หล่อ ,หรือสลักไฟฟ้าสื่อสาร
มีน้อยการสึกหรอใน ECM และความร้อนน้อยลง และไม่เครียด ที่ผลิตในการประมวลผลที่อาจเกิดความเสียหายบางส่วน น้อยลงผ่านมักจะต้องการ เครื่องมือที่สามารถใช้ซ้ำได้ [ 2 ]
วิธีนี้ใช้ได้แม้ในที่แข็งและเปราะ ชิ้นงาน
ข้อเสีย
น้ำเกลือ ( หรือเปรี้ยวอิเล็กโทรไลต์ poses ความเสี่ยงของการกัดกร่อนต่อเครื่องมือชิ้นงานและอุปกรณ์ [ 2 ]
แค่ไฟฟ้า conductive วัสดุสามารถกลึง . ดัชนีการใช้พลังงานจำเพาะสูง
ต้องการกระแสที่เกี่ยวข้องปัจจุบันเป็นสัดส่วนกับอัตราที่ต้องการวัสดุกำจัดและอัตราการกำจัดมิลลิเมตร / นาที เป็นปฏิภาคกับแอมป์ ต่อ ตร. มม.
ปกติกระแสช่วงจาก 0.1 แอมป์ ต่อ 1 มม. ถึง 5 แอมป์ ต่อ ตารางมิลลิเมตร ดังนั้นสำหรับเล็กรีบตัด 1 โดย 1 มิลลิเมตรด้วยเครื่องมือตัดช้าเพียง 0.1 แอมป์จะต้องใช้
แต่สำหรับสูงกว่าอัตราการป้อนผ่านพื้นที่ขนาดใหญ่มากขึ้น ปัจจุบันจะใช้เช่นเดียวกับกระบวนการกลึงเอาวัสดุเร็วขึ้นต้องใช้พลังงานมากขึ้น
ดังนั้นถ้าความหนาแน่น ปัจจุบัน 4 แอมป์ต่อตารางมิลลิเมตร ก็ต้องการมากกว่า 100 × 100 มิลลิเมตร พื้นที่ , มันจะใช้เวลา 40000 แอมป์ ( และจำนวนมากของน้ำหล่อเย็น / ผล )
เครื่องติดตั้งและอุปกรณ์ ECM มาในรูปแบบทั้งแนวตั้งและแนวนอน ขึ้นอยู่กับการทำงานของเครื่องเหล่านี้มีอยู่ในขนาดที่แตกต่างกันมากเช่นกัน เครื่องแนวตั้งประกอบด้วยฐาน , คอลัมน์ , โต๊ะ , หัวแกนหมุนหัวเพลามี servo กลไกที่ก้าวหน้าโดยอัตโนมัติเครื่องมือและการควบคุมช่องว่างระหว่างขั้วแคโทด ( เครื่องมือ ) และชิ้นงาน [ 1 ]
เครื่อง CNC ถึง 6 แกนของ [ 2 ]
ทองแดงมักจะใช้เป็นขั้วไฟฟ้าวัสดุ ทองเหลือง , ตะกั่ว และทองแดง ทังสเตน นอกจากนี้ยังมักจะใช้เพราะพวกเขาจะสามารถกลึงพวกเขาเป็นวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า , และพวกเขาจะไม่กัดกร่อน [ 1 ]
โปรแกรม
บางส่วนของโปรแกรมพื้นฐานมากของรายได้รวม :
จมตายปฏิบัติการ
เจาะเจ็ทเครื่องยนต์ใบพัด
หลายหลุมเจาะกลึงใบพัดกังหันไอน้ำตั้งอยู่ใกล้เครื่องยนต์เจ็ทจำกัด
ความคล้ายคลึงกันระหว่าง EDM และ ECM
เครื่องมือและชิ้นงานจะถูกคั่นด้วยช่องว่างขนาดเล็กมาก คือไม่มีการติดต่อระหว่างพวกเขา
ทําเครื่องมือและวัสดุต้องมีตัวนำไฟฟ้า ต้องการเงินลงทุนสูง
.
ระบบบริโภคจำนวนมากพลังงาน .
ของเหลวถูกใช้เป็นสื่อกลางระหว่างเครื่องมือและชิ้นงาน ( Conductive สำหรับ ECM และไดอิเล็กทริกสำหรับ EDM ) .
เครื่องมือป้อนอย่างต่อเนื่องต่อชิ้นงานเพื่อรักษาช่องว่างคงที่ระหว่าง พวกเขา ( EDM อาจรวมต่อเนื่องหรือเป็นวงกลม โดยทั่วไปแล้วบางส่วนถอนเครื่องมือ )
การแปล กรุณารอสักครู่..
