[發明專利]一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備和方法

在審

• 申請號: 201811522346.2
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109594110A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 范暉;趙陽培;邢邦圣;柯尊芒;王善奎;鄒偉
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: C25D5/08
• 分類號: C25D5/08;C25D17/00;C25D7/00;C25D3/58;C25D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備，其特征在于,包括輸液管道、電解液箱、電解液泵、流速控制閥、電源、數控噴嘴系統、數控工件裝夾模塊；

電解液箱、電解液泵、流速控制閥、噴嘴系統、待修復工件通過輸液管道各部件順序相連，電源正極連接噴嘴陽極棒，電源負極連接待修復工件，電解液泵啟動后，電解液束流經噴嘴射向工件形成一閉合回路，構成電化學加工的必要加工條件。

2.根據權利要求1所述的一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備，其特征在于：所述的數控噴嘴系統由數控機械手、噴嘴組成；噴嘴固定在數控機械手前端，數控機械手可按程序指令驅動噴嘴到達指定位置精確完成加工過程，噴嘴可在支架上沿支架導軌前后移動，旋轉架亦可繞轉軸轉動，同時旋轉架可以調節高度，便于對準待修復工件的指定位置；工作狀態下電解液從陽極腔進液口流入從噴嘴頭噴出。

3.根據權利要求2所述的一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備，其特征在于：噴嘴頭通過螺紋與陽極腔連接，噴嘴采用工程塑料制成，由陽極腔和噴嘴頭兩部分組成，陽極腔的上端密封墊圈和密封蓋固定密封，中間固定有陽極棒；下端通過連接管與噴嘴相連。

4.根據權利要求1所述的一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備，其特征在于：所述的數控工件裝夾模塊由卡盤式工件夾具和數控裝夾平臺組成；工件夾具夾緊工件保證大型螺母加工平穩，數控裝夾平臺則通過步進電機使固定在工件夾具上的螺母沿軸心作指定角度的旋轉運動，同時也可調節螺母作上、下俯仰45度轉動。

5.根據權利要求4所述的一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備，其特征在于：所述的待修復工件下方放置有回收盤，可收集噴射到工件表面流下的電解液，并通過回流管收集流回電解液箱。

6.根據權利要求1所述的一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的設備，其特征在于：所述的電解液成分為：五水硫酸銅250克/L，濃硫酸50克/L，尿素10克/L，粒徑35納米的氧化鋁顆粒10克/L，在修復電沉積前，先將復合電解液超聲攪拌30分鐘，然后以1000轉/分鐘速度機械攪拌60分鐘，減小納米顆粒的團聚效應使其均勻分散，同時使尿素分子與納米三氧化二鋁顆粒充分接觸，促進納米顆粒表面的正電荷極性；

此時電解液溫度由恒溫水浴控制在60℃，以保證尿素分子在此溫度具有較好的活性，發揮其作用。

7.一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的方法：其特征在于：包括以下步驟：

（1）待修復銅螺母內螺紋磨損處預處理：

（2）對螺母磨損程度進行評估，在給定的噴嘴選擇范圍內選取噴嘴口徑，螺母磨損點狀宜采用圓形噴嘴修復，如面積較小可采用定點掃描方式，如面積較大可控制噴嘴系統采用填涂式掃描路徑修復；細小劃痕也適宜采用圓形噴嘴，使裝夾模塊控制螺母作定向轉動，掃描修復；較寬帶狀磨損宜采用矩形噴嘴，同樣使裝夾模塊控制螺母作定向轉動，掃描修復，噴嘴與工件距離保持為5-10mm，直流電流密度在300-400A/dm2左右為宜，工作液流速200-300L/h；

（3）修復開始前，要先通過機械手和裝夾模塊將噴嘴定位到螺母內腔的磨損部位，整個加工過程和數控機械裝置均由計算機設定數控程序設定，該數控程序的編寫應基于技術專家對螺紋磨損形態的評估，綜合射流電沉積經驗參數和有限元分析結果，該程序中應包含掃描次數、掃描距離、噴射作用的工作啟停頻率設定，這些信息應根據實際加工要求進行調整取得最優效果，選取和優化噴射掃描加工路徑以及掃描層數，使金屬沉積層按照指定厚度精確地沉積在螺母內螺紋損傷的限定區域內，形成均勻致密的金屬復合沉積層；

（4）修復效果的檢測，

螺母內螺紋修復應與效果檢測配合完成，在設定的某一個修復單元結束之后，大型銅螺母應進行硬度檢測和外形幾何尺寸的檢測，如未達到指定厚度可繼續進行新的修復單元沉積修復，直至達到沉積厚度，最后將檢測結果合格的超大型銅螺母與絲桿裝配，驗收。

8.根據權利要求7所述的一種定域修復高速壓力機大型銅螺母磨損的方法，其特征在于：所述的步驟1的預處理具體包括如下：

用汽油清洗超大型銅螺母的螺旋齒面和齒根去除油污；以800-1200目金相砂紙漸進式研磨、拋光；將打磨后的材料用35克/升氫氧化鈉溶液進行清洗，表面脫脂除油：然后用10%的濃硫酸及10%硝酸混合酸進行活化處理；蒸餾水沖洗干凈、吹干。