随着"中国制造2025"不断推进,各行业对制造效率和精度的要求都在不断地提升,作为特种加工方法之一的电化学加工(Electrochemical machining,ECM),由于能够满足高精度、高质量等工艺要求,从而也在不断地发展。电化学加工是非接触式加工,利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理,将工件材料以离子形式去除,这种加工方式不管工件材料的机械性能如何,都可以被高速有效的蚀除,并且所加工出的工件具有加工表面质量好、无接触应力以及阴极工具无损耗等优点,因此ECM已经成为最近几十年来金属去除工艺的重要方法之一。本文在基于电解加工的理论基础之上,采用计算机数值模拟仿真技术,探讨分析阳极工件在电化学加工时阴极工具形状、电流密度、电场强度等因素对工件成型过程和最终形貌的影响。主要包括:(1)分析一般电化学加工的电极过程是怎样作用在电化学体系中的,以及在电化学加工过程时有无浓差极化和电化学极化对工件加工过程和最终轮廓的影响,从中提取出对实际加工过程的主、次要影响因素,得出一次电流密度、二次电流密度、三次电流密度的异同。(2)根据工字型阴极工件的实际形状,在所给定的电压等参数之下,运用法拉第定律推导出三维模型下的阳极工件的蚀除量计算公式和阳极金属蚀除线速度,以便在实际仿真时给出合理的边界条件。(3)根据实验中的相关参数,运用FEM的方法模拟阳极工件在不移动的情况下,工字型的阴极工具逐渐向阳极工件移动,从而使阳极工件表面逐渐被蚀除,并最终加工出所需的阳极工件。运用计算机数值仿真模拟仿真的优势在于能多角度、多方位、多层次的分析在具体实验时不能被时时检测到的数据,因此本文通过对动态仿真过程的相关数据进行分析得出:(1)当阴极电极表面没有绝缘层时,加工出的工件轮廓呈喇叭口形状。随着加工深度的推进,工件内部喇叭口的扩散程度逐渐减缓。(2)阳极工件底部电流密度大、蚀除速度快,符合阳极工件轮廓出现喇叭口的现象。(3)由于离子由阳极向阴极运动集中,导致轮廓变化曲线角点处始终存在尖角现象,即加工区域阴极工具棱角处的电场强度大,周围电场强度低。进而导致在加工时此处的阳极工件被腐蚀得更快,出现"孤岛现象"。