[發明專利]連桿自動化電刷鍍機床

無效

• 申請號: 201010103144.1
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101748454A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 徐濱士;胡振峰;董世運;吳斌;楊華;汪笑鶴
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝甲兵工程學院
• 主分類號: C25D5/06
• 分類號: C25D5/06
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 程鳳儒

技術領域

本發明涉及電刷鍍技術，具體是指內孔類零部件尤其是連桿的電刷鍍用機床。該機床針對的是內孔類的零件，它既適用于對新品件的強化，又適用于對磨損件的修復和再制造。

背景技術

電刷鍍是一種表面加工工藝，它是利用電化學方法將金屬離子還原為金屬，并沉積在金屬或非金屬制品的表面上，形成符合要求的平滑致密的金屬覆蓋層。隨著科學技術與生產的發展，電刷鍍技術涉及的領域越來越廣，人們對鍍層的要求也越來越高。目前，金屬鍍層的應用已遍及經濟活動的各個生產和研究部門，在生產實踐中有著重大意義。

但隨著我國經濟的快速增長，能源和資源的問題越來越突出，很多資源的開采已進入中期或晚期，專家預計，到2020年，中國將因資源和能源的匱乏嚴重影響發展。為此，中國工程院徐濱士院士在我國大力倡導綠色再制造工程，為解決這一問題提供了一個最有效方法。其中很多傳統和新研發的技術已被列為再制造技術的關鍵技術，如熱噴涂技術、激光技術、等離子技術、電刷鍍技術等。但是，電刷鍍技術在具體應用中還主要停留在手工刷鍍階段，存在工人勞動強度大，刷鍍效率低，鍍層質量不穩定等缺點。另外，刷鍍時鍍筆的陽極一般采用石墨，外面裹以吸水材料(如棉花、人造毛、滌棉套等)，這種鍍筆結構簡單，使用時靈活方便，比較適合特征各異的零散件的刷鍍，但使用中也存在明顯的問題，一是包裹材料不耐磨損，每刷鍍20～30分鐘就需要重新包裹；另一個問題是鍍筆無法向鍍液中補充金屬離子，為了節約鍍液，刷鍍時一般都盡可能的對流淌下來的鍍液進行回收并再次利用，但隨著刷鍍過程的進行，鍍液中的金屬離子濃度逐漸降低，沉積速度和鍍層質量也逐漸下降，當金屬離子濃度低于原液濃度的40％時，鍍液就不得不報廢了，而報廢的鍍液需要嚴格的排放處理。當然，由于以前刷鍍針對的零件一般都是些零散或小批量的零件，這些問題還不是很突出。

再制造是維修的產業化，它與一般意義的維修的一個區別是，維修的對象是零散待修件，它的數量很少，可能是一個或幾個，而且各零件之間的情況各不相同，千差萬別，無法制定統一的工藝規范。而再制造的對象是批量的規范的待修件，它們在進行再制造之前統一進行了預處理和預加工，因此待修部位相同，待修要求一致，可以制定統一的工藝規范進行批量化的再制造，可以象制造業一樣針對某一零件建造再制造的流水線。在這個背景下，電刷鍍的自動化技術逐步得到了發展。

內孔類零件(如發動機的連桿、缸體等)是最重要的零件類型之一，它與外圓類零件(如軸、軸承、密封環等)共同組成運動副，實現零件的相對運動和動力傳遞。內孔類零件的失效以磨損和變形導致不能滿足尺寸要求為主，因此，對該類零件的修復主要是恢復其配合尺寸和表面性能。在實際使用過程中，一般采用老式鍍筆進行刷鍍，老式鍍筆一般采用石墨陽極(特殊情況也有采用不銹鋼作為陽極)，并在外面裹上脫脂棉和滌棉套。人工手持老式鍍筆進行刷鍍為現有技術中非常常用的方法，由于刷鍍的對象是批量化的零件，該方法暴露出以下一些問題。

一是刷鍍效率低。人工刷鍍每次只能刷鍍一根鍍筆，不能成批量刷鍍，滿足不了工件修復業的要求。

二是刷鍍標準不統一。由于刷鍍為人工操作，隨機性強，且對工人的技術要求高，刷鍍的工件合格率也會受到影響。

三是鍍液浪費嚴重。隨著刷鍍時間的延長，鍍液中的金屬離子濃度下降，但金屬離子濃度下降到原濃度的40％左右時，便無法繼續得到合格的鍍層，這種情況下鍍液就不得不報廢，而此時鍍液中還有40％左右的金屬(一般是鎳)沒有利用，造成很大的浪費。

四是需多次更換鍍筆。電刷鍍工藝過程包括電凈、強活化、弱活化、打底層和鍍工作層等多步工序，由于鍍液之間不能互相混淆，而鍍筆包裹材料中的殘液很難清除干凈，因此刷鍍過程中每步工序都需要更換鍍筆，實現自動化刷鍍極不方便。

五是零件裝夾精度要求高。由于包套內的棉花彈性很小，因此必須要求鍍筆與工件之間有很高的配合精度，否則就會造成鍍筆與工件之間壓力分布不均，壓力大的地方電流密度大，鍍層沉積快，反之，壓力小的部分電流密度小，沉積速度慢，最后的結果是刷鍍偏心，而且壓力大的部分由于沉積速度快而導致鍍層局部太厚，并十分粗糙。在后期加工時，當磨到要求尺寸時，鍍層薄的區域已幾乎磨到基體，而厚的區域的粗糙顆粒還沒有磨掉，因此成為了廢品。就本項目選擇的連桿零件而言，由于其尺寸的不規則性，裝夾精度問題幾乎是無法解決的，因此必須要從技術的角度入手，降低對裝夾精度的要求。