第一講特種加工

1、歷史：1943年，蘇聯(lián)學(xué)者拉扎連科夫婦在研 究電器觸點(diǎn)的可靠性時(shí)受到啟發(fā)而 發(fā)明電火花加工 放電形式必須是瞬時(shí)的脈沖性放電，持續(xù)放 電將使工件表面燒傷而無(wú)法用于尺寸加工 火花放電必須在有較高絕緣強(qiáng)度的液體介質(zhì)中進(jìn)行 ，以便于放電、電蝕產(chǎn)物的排出和冷卻電極和工件。必須有足夠的脈沖放電強(qiáng)度 ，局部集電流密度高達(dá) 工具電極和工件表面間應(yīng)保持一定的放電間隙 脈沖電源 伺服系統(tǒng) 工作液循環(huán)過濾系統(tǒng) 工具電極 機(jī)床床身原理：電火花加工是利用浸在工作液中的兩 極間脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電蝕作用蝕除 導(dǎo)電材料的特種加工方法 工具和工件間持續(xù)保持一個(gè)很小的放電間隙。當(dāng)電源接通時(shí)，脈沖電壓將在工具和工件之間的某一間隙最

2、小處或絕緣強(qiáng)度最低處擊穿液體介質(zhì)，從而產(chǎn)生火花放電，瞬時(shí)高溫將達(dá)10000度以上，使工具和工件表面的局部金屬熔化和氣化而被蝕除，形成一個(gè)小凹坑。脈沖放電結(jié)束后，液體介質(zhì)恢復(fù)絕緣，待第二個(gè)脈沖電壓到來(lái)時(shí)，重復(fù)上述過程。在工具和電極表面又形成新的小凹坑，如此循環(huán)往復(fù)。一秒鐘成千上萬(wàn)次放電的結(jié)果，使整個(gè)加工表面由無(wú)數(shù)個(gè)小凹坑所組成。隨著工具電極不斷向工件進(jìn)給，工具的輪廓便復(fù)印在工件上，最終加工出所需的零件。 見劉晉春光盤 工具 最后，對(duì)模具的上表面進(jìn)行磨削加工，以獲得鋒利的電火花線切割加工原理 電火花線切割是采用線狀電極通過火花放電對(duì)工件進(jìn)行切割的。有時(shí)被籠統(tǒng)地稱為線切割。 電火花線切割無(wú)須制作成形

3、電極，而是采用電極絲(銅絲或鉬絲)對(duì)工件進(jìn)行切割成形。 電極是銅絲或鉬絲，貯絲筒使電極絲作正反向交替移動(dòng)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件在兩個(gè)水平坐標(biāo)方向上按預(yù)定的控制程序作伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而切割工件成形。 電火花線切割加工原理電火花線切割機(jī)的組成電火花線切割機(jī)由主機(jī)、脈沖電源、控制系統(tǒng)和工作液系統(tǒng)等部分組成。主機(jī)包括床身、坐標(biāo)工作臺(tái)、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)、絲架等。床身是支承坐標(biāo)工作臺(tái)、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)及絲架的基體，應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，一般采用箱式結(jié)構(gòu)。 電火花線切割機(jī)的組成電火花線切割機(jī)是通過坐標(biāo)工作臺(tái)與絲架之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成對(duì)零件的加工，所以坐標(biāo)工作臺(tái)應(yīng)具有較高的定位精度、運(yùn)動(dòng)精度和運(yùn)動(dòng)靈敏性。為此，坐標(biāo)工作臺(tái)一般都采

4、用十字拖板、滾動(dòng)導(dǎo)軌。絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)。通過兩個(gè)坐標(biāo)方向的直線運(yùn)動(dòng)的合成，獲得所需的平面運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)，絲杠與螺母的間隙必須消除，以保證傳動(dòng)精度。 單向走絲電火花線切割的走絲電火花線切割的工作液 單向走絲電火花線切割加工所采用的工作液大多為去離子水，而往復(fù)走絲電火花線切割加工則采用專用的乳化液。 不管怎樣，工作液應(yīng)具有一定的絕緣性能,較好的洗滌性能和冷卻性能，同時(shí)還應(yīng)配制方便、對(duì)人體無(wú)害、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、不易變質(zhì)等等。 電火花線切割機(jī)的分類 電火花線切割機(jī)按走絲方式分為往復(fù)走絲(810ms)和單向走絲(0.010.1 ms)兩類。 往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)的加工精

5、度和表面粗糙度不夠理想，從工作特點(diǎn)看，它的運(yùn)絲電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向頻繁，而電極絲被反復(fù)使用. 電火花線切割機(jī)的分類 單向走絲電火花線切割機(jī)的電極絲張力穩(wěn)定，導(dǎo)向精度高，電極絲的尺寸一致性好且工作中抖動(dòng)小，因此加工精度高、表面粗糙度低。 從工作特點(diǎn)看，運(yùn)絲電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，電極絲經(jīng)過加工區(qū)后不再被使用。在卷絲電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，電極絲經(jīng)拉絲模和張力裝置，再經(jīng)退火裝置而進(jìn)入加工區(qū)，加工以后的電極絲被繞到線軸上。 兩類導(dǎo)體構(gòu)成通路時(shí)，在金屬片和溶液的界面上產(chǎn)生交換電子的反應(yīng)，即電化學(xué)反應(yīng)。若所接的電源是直流電，溶液中的離子便作定向移動(dòng)，正離子移向陰極并在陰極上得到電子進(jìn)行還原反應(yīng)；負(fù)離于將移向陽(yáng)極并在陽(yáng)極表面失掉電

6、子進(jìn)行氧化反應(yīng)(也可能是陽(yáng)極金屬原于失去電子面成為正離子進(jìn)入溶液)。溶液中正、負(fù)離子的定向移動(dòng)稱為電荷遷移，在陽(yáng)、陰極表面產(chǎn)生得、失電子的化學(xué)反應(yīng)叫做電化學(xué)反應(yīng)。 電化學(xué)加工按其作用原理可分為兩大類： 第一類是利用陽(yáng)極金屬的溶解作用進(jìn)行去除材料的加工，主要有電解拋光、電解加工等。第一類電化學(xué)加工是被加工工件為陽(yáng)極，工件金屬在電場(chǎng)的作用下失去電子變成金屬離子，金屬離子又與電解液中的氫氧根化合沉淀，逐漸將工件一層一層濁除掉，即： 第二類是利用金屬在陰極的沉積鍍覆作用進(jìn)行鍍覆加工的，主要有電鍍、電鑄等；第二類加工方法是以被加工工件為陰極，電解液中的金屬離子(正離子)被吸引到陰極(工件)表面而得到電子

7、。金屬離子沉積在工件的表面，即： 陽(yáng)極失去電子變成金屬離子進(jìn)入電解液起補(bǔ)充電解液中金屬離子被消耗的作用。 (1)可對(duì)任何金屬材料進(jìn)行形狀、尺寸和表面的加工；加工高溫合金、鈦合金、淬硬鋼、硬質(zhì)合金等難加工金屬材料時(shí)，優(yōu)點(diǎn)更加突出。 (2)加工中無(wú)機(jī)械切削力和切削熱的作用，故加工后表面無(wú)冷硬層、殘余應(yīng)力，加工后也無(wú)毛刺或棱角。 (3)加工可以在大面積上同時(shí)進(jìn)行，也無(wú)需劃分粗、精加工，故一般都具有較高的生產(chǎn)率。 (4)電化學(xué)作用的產(chǎn)物(氣體或廢液)對(duì)環(huán)境有污染、對(duì)設(shè)備也有腐蝕作用。而且，“三廢”處理比較閑難。 電解加工是利用金屬在電解液中產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的原理去除工件材料的特種加工。 電解加工原理：加工

8、時(shí)，在工件和工具之間接上直流電源，工件接電源的正極(陽(yáng)極)，工具接電源的負(fù)極(陰極)，在工件和工具之間保持較小的間隙約0.10.8mm，在間隙中間通過高速流動(dòng)的電解液。 在工件和工具之間施加一定的外加電壓時(shí)，工件表而的金屬材料就不斷地產(chǎn)生陽(yáng)極溶解，這些溶解的產(chǎn)物被高速流動(dòng)的電解液及時(shí)沖走，使陽(yáng)極溶解能夠不斷地進(jìn)行。 若工件的原始形狀與工具陰極型面不同時(shí)，則工件上各點(diǎn)距工具表面的距離就不相同，各點(diǎn)電流密度也不一樣。距離近的地方，通過的電流密度就大，陽(yáng)極溶解的速度就快；反之，距離遠(yuǎn)的地方，電流密度就小，陽(yáng)極溶解就慢。這樣，當(dāng)工具不斷進(jìn)給時(shí)，工件表面上各點(diǎn)就以不同的溶解速度進(jìn)行溶解，工件的型面就逐步

9、地接近于工具陰極的型面、直到把工具的型面復(fù)印在工件上，得到所需要的型面。 電解液的主要作用 作為導(dǎo)電介質(zhì)傳遞電流； 在電場(chǎng)作用下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，使陽(yáng)極溶解得以順利而有控制的進(jìn)行； 將加工間隙內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)物及熱量及時(shí)帶走、起更新和冷卻的作用。 因此，電解液是電解加工中影響生產(chǎn)率和表面質(zhì)量等的主要因素之一。對(duì)電解液的基本要求 要求電解質(zhì)在溶液中，具有較高的溶解度和 離解度及很高的電導(dǎo)率，以具備足夠的蝕除 速度，即滿足生產(chǎn)牛率的要求； 最終的電蝕產(chǎn)物為不溶性化合物； 要求電解液具有良好的綜合性能，如：適用 工件材料的范圍廣；經(jīng)濟(jì)性好、濃度低、壽 命長(zhǎng)、電能損耗小、價(jià)格便宜；安全性好、 無(wú)毒、不易燃易爆

10、、對(duì)人、環(huán)境無(wú)害、對(duì)機(jī) 床設(shè)備腐蝕?。皇褂眠^程中性能穩(wěn)定。電解液的種類酸性電解液 如HCl、HNO3、H2SO4等。 這類電解液的電導(dǎo)率高，蝕除速度快，電解產(chǎn)物易溶于電解液中，在加工間隙中不形成沉淀物，不必進(jìn)行過濾，對(duì)加工小孔特別有利。但是它有一系列缺點(diǎn)，例如，對(duì)金屬的腐蝕性大、對(duì)人的皮膚和眼睛有害；加工過程中成分不易穩(wěn)定；在使用段時(shí)期后、金屬離子容易沉積在陰極表面上，廢液難以處理等； 因此，這類電解液僅用于高精度的小間隙加工或用于加工細(xì)長(zhǎng)孔以及鍺、鉬、鈮等難溶金屬。 電解液的種類堿性電解液 如NaOH，KOH等。 這類電解液對(duì)人身有害，在加工一般金屬材料時(shí)，會(huì)在工件表面上形成難溶性的陽(yáng)極膜，

11、使陽(yáng)極溶解難以繼續(xù)近行。因此，較少采用。僅在加工鎢、銅等金屬材料時(shí)，用作添加劑，以增強(qiáng)對(duì)難溶于酸或鹽的碳化物的溶解。電解液的種類中性電解液 如NaCl、NaNO3等。 這類電解掖的腐蝕性較以上兩類電解液要小，使用比較安全，對(duì)人體危害也較小，已得到普遍使用，特別是NaCl 水溶液，適應(yīng)性強(qiáng)電流效率高，陽(yáng)吸溶解速度快，并且在加工過程中消耗少、比較經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用很廣。電解液的流向電解加工設(shè)備 電解加工的基木設(shè)備，主要包括直流電源、機(jī)床、電解液系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。電解加工設(shè)備電解加工設(shè)備直流電源 電解加工要求電壓不高(一般824V)但要求能在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。為了保證電解加工具有較大的生產(chǎn)率，要求加工電

12、流較大，一般要求電源能供給幾千安培至幾萬(wàn)安培的電流。為了保持加工間隙穩(wěn)定不變，要求加工電壓恒定，不受外界干擾。由于某些原因，加工過程中可能會(huì)發(fā)生火花和電源過載與短路，為防止工具與工件的燒傷、電源的損壞，要求設(shè)有及時(shí)檢測(cè)故障、快速切斷電源的保護(hù)線路。電解加工設(shè)備機(jī)床是用來(lái)安裝夾具、工件與工具，并實(shí)現(xiàn)其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，傳送直流電和電解液的， 對(duì)電解加工機(jī)床的要求： 足夠的剛度 工具電極應(yīng)具有穩(wěn)定的進(jìn)給速度 機(jī)床精度高 防腐絕緣性能好 安全保護(hù)電解加工設(shè)備電解液系統(tǒng) 電解液系統(tǒng)的作用是連續(xù)平穩(wěn)地向加工區(qū)供給足夠壓力、流量、合適的溫度和清潔的電解液。并順利地將電解產(chǎn)物帶走，形成良好的循環(huán)通路，因此，電解液系

13、統(tǒng)直接影響加工質(zhì)量的穩(wěn)定性、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件及環(huán)境保護(hù)，是電解加工系統(tǒng)中重要的組成部分。 電解液系統(tǒng)主要由：泵、電解液槽、過濾裝置、熱交換器以及閥、管路等元件組成。電解加工設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)電解加工設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由程序控制、參數(shù)控制和保護(hù)、聯(lián)鎖三大部分組成。 1)程序控制 電解加工設(shè)備已普遍采用數(shù)控或微型計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)加工的程序控制。 2)參數(shù)控制 主要有單項(xiàng)參數(shù)恒定控制和多單數(shù)的適應(yīng)控制兩類。對(duì)于進(jìn)一步提高電解加工水平和擴(kuò)大電解加工范圍具有重要意義。 3)保護(hù)聯(lián)鎖 除通用的保護(hù)、聯(lián)鎖外，對(duì)工具和工件的快速短路保擴(kuò)亦十分重要。電解加工的應(yīng)用深孔和深小孔加工電解加工的應(yīng)用普通小孔加工電解加工的應(yīng)

14、用套料加工電解加工的應(yīng)用連桿型腔模加工電解加工的應(yīng)用去毛刺電解加工的應(yīng)用去毛刺電解加工的應(yīng)用電解刻字電解加工的應(yīng)用電解車削加工 電鑄加工原理是：用導(dǎo)電的原模作陰極，用待電鑄的金屬作陽(yáng)極，金屬鹽溶液作電鑄溶液、即陽(yáng)極金屬材料與金屬鹽溶液中的金屬離子的種類相同，在直流電源的作用下，電鑄溶液中的金屬離于在陰極還原成金屬，沉積于原模表面，而陽(yáng)極金屬則源源不斷地變成離子溶解到電鑄液中進(jìn)行補(bǔ)充，使溶液中金屬離子的濃度保持不變， 當(dāng)陰極原模電鑄層逐漸加厚達(dá)到要求的厚度時(shí)，與原模分離，即獲得與原模型面相反的電鑄件。1）能將傳統(tǒng)加上較困難的零件內(nèi)表而轉(zhuǎn)化為原模外表面，并將難成形的金屬轉(zhuǎn)化為易成形的原模材料(如石

15、蠟、樹脂等)。因而可制造出其他方法不能或很難制造的持殊形狀的零件。2）能準(zhǔn)確地復(fù)制表面輪廓和微細(xì)紋路。3）改變電鑄液成分和工作條件，使用添加劑?？墒闺婅T層的性能在寬廣的范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)不同加工的需要。4）能夠獲得尺寸精度高、表面粗糙度小的產(chǎn)品?？梢垣@得高純度的金屬制品。5）可以制造多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，并能將多種金屬、非金屬拼鑄成個(gè)整體 設(shè)備電鑄設(shè)備主要有： 電鑄槽 直流電源 攪拌及循環(huán)過濾系統(tǒng) 加熱和冷卻系統(tǒng)設(shè)備電鑄槽 電鑄槽的材料應(yīng)以不被電鑄液腐蝕為準(zhǔn)：一般用鋼板焊接，內(nèi)襯鉛板、橡膠、聚氯乙烯薄板或其他塑料。也有用較厚的聚氯乙烯硬板焊接或用聚樹脂和玻璃纖維粘合而成。小型槽可用陶瓷、玻璃或搪瓷制

16、品，大型的可用耐酸磚襯里的水泥槽。設(shè)備直流電源 通常采用低電壓、大電流的直流電，電壓一般在12V以下，并可調(diào)壓，電流密度一般在15-30Adm2。 直流電源一般采用整流器和發(fā)電機(jī)，常用的有曬整流、硅整流器和可控硅整流器。設(shè)備攪拌和循環(huán)過濾系統(tǒng) 為了降低電鑄液的濃差極化，加大電流密度，減少電鑄加工時(shí)間，提高加工質(zhì)量和加工速度，最好在工作的同時(shí)，加速溶液的攪拌。攪拌的方法有：循環(huán)過濾法、壓縮空氣法、超聲振動(dòng)法和機(jī)械法。 機(jī)械攪拌法包括陰極水平方向上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，垂直方向上下振動(dòng)，圓周旋轉(zhuǎn)和左右擺動(dòng)等，循環(huán)過濾法的特點(diǎn)是不僅將溶液進(jìn)行攪拌，而且在溶液不斷反復(fù)流動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行過濾。為此，要用過濾泵吸出槽

17、底的液體及雜質(zhì)，經(jīng)過濾器過濾，除去溶液中的固體雜質(zhì)，然后再返回槽內(nèi)。設(shè)備加熱和冷卻器 由于電鑄所需時(shí)間較長(zhǎng)，在電鑄期間要保持溶液的溫度，故需要加熱或冷卻進(jìn)行恒溫控制。 加熱的方式有：蒸氣、熱水、電熱或煤氣加熱。 冷卻可采用水冷或冷凍機(jī)等方法，常用的冷卻方法是在槽底或側(cè)壁上按裝蛇形管，加熱時(shí)管內(nèi)通入蒸氣或熱水，冷卻時(shí)通人冷水。原模設(shè)計(jì) 制造合格的原模是電鑄的第一步。根據(jù)電鑄件的形狀、精度、可加工性能及脫模工藝等因素來(lái)設(shè)計(jì)原模： 原模的材料可以是金屬的，也可以是非金屬的。原模電鑄前的預(yù)處理 電鑄前的預(yù)處理的目的是使原模能夠電鍍和電鑄后的工件能夠順利脫模。 1）清洗處理 原模電鑄前，必須進(jìn)行清洗，以

18、去掉表面的臟物或油污，保證金屬離子能電鑄到原模表面上，清洗的方法有多種，如有機(jī)濟(jì)清洗、酸洗、堿洗、陰極電解清洗等；由于電鑄有精度和表面粗糙的要求，所以不可用苛性堿或濃酸清洗，以確保原模不受腐蝕。原模電鑄前的預(yù)處理2）鈍化處理 電鑄前，對(duì)金屬原模表面要進(jìn)行鈍化處理，使金屬表面形成一層鈍化膜，般在重鉻酸鹽溶液中處理； 對(duì)于耐久性金屬原模，電鑄前要保持在半活化半鈍化狀態(tài)，才能使電鑄件與原模有不太牢固的結(jié)合力，以利用機(jī)械方法脫模，并可使原模重復(fù)使用。 在耐久性原模中，鎳及其合金必須鈍化；不銹鋼和鍍鉻的原模表面，由于本身已有鈍化膜。故不必再鈍化處理，直接進(jìn)行電鑄即可： 在臨時(shí)性原模中，鋁原模電鑄前宜浸鋅

19、，預(yù)鍍銅以防止原模在電鑄液中被腐蝕、對(duì)低熔點(diǎn)合金的原模可涂石墨，以免錫粘在電鑄件表面上；原模電鑄前的預(yù)處理3）導(dǎo)電化處理 對(duì)非金屬原模的表面，電鑄前必須進(jìn)行導(dǎo)電化處理：一般有以下幾種： 以極細(xì)的石墨、銅粉或銀粉混合少量膠合劑做 成導(dǎo)電漆，除敷在非金屬原模表面上。 用真空涂膜或陰極濺射的方法，在非金屬表 面覆蓋一薄層金、銀或鉑等金屬膜； 用化學(xué)鍍的方法，在非金屬表面鍍上一層銀、 銅或鎳。此法在生產(chǎn)上經(jīng)常應(yīng)用。電鑄襯背 某些電鑄件，如塑料模具和印刷版等，電鑄成型之后需要用其他材料襯背加固，然后再加工至一定尺寸，補(bǔ)背的方法有澆鑄鋁或鉛一錫合金及熱固性塑料等。對(duì)某些零件可以在外表面包覆樹脂進(jìn)行加固。脫

20、模 如果電鑄件需要機(jī)械加工，最好在脫模之前進(jìn)行，方面原模可以加固鑄件，以免零件在機(jī)械加上中變形或損壞：另一方面機(jī)械力能促使電鑄件與原模分離，便于脫模。1）形狀復(fù)雜，精度高的空心零件，如波紋管等。2）注塑用的模具、厚度僅幾十微米的薄壁零件。3）復(fù)制精細(xì)的表面輪廓。如唱片模、藝術(shù)品、紙幣、證券、郵票的印刷版等。4）表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊、反光鏡、表盤、噴嘴和電加工電極等特殊零件。 電刷鍍技術(shù)是國(guó)家“六五”、“七五”、“八 五”、“九五”期間重點(diǎn)推廣的新技術(shù)項(xiàng)目； BRUSH PLATING 曾獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)； 電刷鍍技術(shù)已在全社會(huì)獲43億的經(jīng)濟(jì)效益。 涂鍍又稱刷鍍或無(wú)槽電鍍，是利用直流電源，將工

21、件接電源負(fù)極，鍍筆接電源正極，用脫脂棉套包住鍍筆端部的不溶性石墨電極，并飽蘸鍍液(也有加工時(shí)直接澆鍍液的)，多余的鍍液流回容器。加工時(shí)，接通電源使工件轉(zhuǎn)動(dòng)，在電化學(xué)的作用下，鍍液中的金屬離子流向陰極，并在陰極表面上得到電子還原成原子，結(jié)晶成鍍層，其厚度可達(dá)0.0010.5mm： 電刷鍍技術(shù)是應(yīng)用電化學(xué)沉積原理，在能導(dǎo)電的工件表面的選定部位快速沉積指定厚度鍍層的表面技術(shù)。 刷鍍時(shí)專用直流電源的負(fù)極接工件，正極接鍍筆，包裹的陽(yáng)極與工作表面接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1.設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，收效快（不用鍍槽 ） 2.工藝靈活，操作方便，適應(yīng)范圍廣（可實(shí)現(xiàn) 不解體刷鍍和現(xiàn)場(chǎng)刷鍍 ）3.生產(chǎn)效率高 （是一般槽鍍的1

22、0-15倍 ）4.操作安全，對(duì)環(huán)境污染?。ㄥ円褐胁缓杌铮┩垮?cè)O(shè)備主要包括： 電源 鍍筆 鍍液 回轉(zhuǎn)臺(tái)等電源1)電源 刷鍍與電解、電鍍等所用直流電源基本類似。一般電壓在330V內(nèi)無(wú)級(jí)可調(diào)，電流自30-300A視所需功率而定。刷鍍電源上應(yīng)裝有安培小時(shí)計(jì)，以便自動(dòng)監(jiān)控鍍層的厚度。直流電源的輸出應(yīng)能方便地改變極性，以使刷鍍前對(duì)工件表面進(jìn)行活化處理；電源中應(yīng)有短路快速切斷保護(hù)和過載保護(hù)功能，以防止涂鍍過程中鍍筆與工件偶爾短路而發(fā)生損傷或報(bào)廢事故。鍍筆2)鍍筆 鍍筆由手柄和陽(yáng)極兩部分組成。陽(yáng)極采用不溶性的石墨塊制成，根據(jù)被鍍工件表面的不同，相應(yīng)地備有各種不同的石墨陽(yáng)極塊。在石墨塊外面需包裹一層脫脂棉，

23、在棉花外再包臺(tái)上一層耐磨的滌棉套：棉花的作用是飽吸貯存鍍液，并防止陽(yáng)極與工件直接接觸短路和防止陽(yáng)極上脫落下來(lái)的石墨微粒進(jìn)入鍍液。 對(duì)窄縫、狹槽、小孔、深孔等表面的刷鍍，由于石墨陽(yáng)極的強(qiáng)度不夠，可用鉑銥合金等作為陽(yáng)極，也可用不銹鋼作為陽(yáng)極。鍍液3)鍍液 根據(jù)所鍍金屬和用途的不同，鍍液有多種。目前，國(guó)內(nèi)外已有鍍液上百種，其中金屬鍍液約有80余種。為了對(duì)被鍍工件表面進(jìn)行預(yù)處理(電解凈化、活化)，鍍液中還包括電凈液和活化液等。鍍液鍍液回轉(zhuǎn)臺(tái)4) 回轉(zhuǎn)臺(tái) 回轉(zhuǎn)臺(tái)的作用是實(shí)現(xiàn)刷鍍時(shí)工件所需的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可用舊車床改裝，同時(shí)增加電刷等導(dǎo)電機(jī)構(gòu)。工藝過程 刷鍍加工的整個(gè)工藝過程包括鍍前表面預(yù)加工、除油除銹、電凈

24、、活化處理、鍍底層、鍍作層 (工作層較厚時(shí)，要另鍍其他金屬層交替進(jìn)行) 和鍍后防銹處理等。工藝過程表面預(yù)加工 1） 表面預(yù)加工 去除表面上的毛刺、不平度、錐度及疲勞層，應(yīng)達(dá)到基本光整，表面粗糙度要低于Ra2.5，對(duì)深的劃傷和腐蝕斑坑要用挫刀、磨條、油石等修整、直至露出基體金屬層。工藝過程清洗除油、除銹 2）清洗除油、除銹 銹蝕嚴(yán)重的可用噴砂、砂布打磨； 油污用汽油、丙酮、或水基清洗劑清洗。工藝過程電凈處理 3) 電凈處理 大多數(shù)金屬都要用電凈液對(duì)工件表面進(jìn)行電凈處理，以進(jìn)一步去除微觀上的油污。 電凈有色金屬和易氫脆的超高強(qiáng)度鋼時(shí)，工件接正極，使表面陽(yáng)極溶解；其他鋼材的工件接陰極，電凈時(shí)陰極上產(chǎn)

25、生氫氣泡以去除工件表面的油污。一般，電壓8-12V，兩極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度0.153ms，電凈時(shí)間1530s。工藝過程活化處理 4) 活化處理 活化處理的目的是去除被鍍工件表面的氧化膜、鈍化膜或析出的碳元素微粒黑膜?；罨喊醋饔脧?qiáng)弱、有1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)之分；電壓615v，1號(hào)液工件可接陽(yáng)極或陰極，2號(hào)、3號(hào)液工件接陽(yáng)極?；罨瘯r(shí)間需半分鐘左右?；罨幚砹己帽銜?huì)在工件表面呈現(xiàn)均勻銀灰色。且無(wú)花斑。然后，用水將活化后的工件表面沖洗干凈。工藝過程鍍底層 5)鍍底層 為了提高工作鍍層與基體金屬的結(jié)合強(qiáng)度，工件表面經(jīng)仔細(xì)電凈、活化后，需要用特殊鎳、堿銅、或低氫脆鎘鍍液預(yù)鍍一層底層，厚度約為0.0010.002m

26、m： 特殊鎳作底層 適用于不銹鋼、鉻、鎳和高熔點(diǎn)金屬；它與基體金屬有優(yōu)良的結(jié)合強(qiáng)度，酸性活化后，不必用水清洗即可預(yù)鍍。一般、電壓520V，兩極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度0.l0.5m/s； 工藝過程鍍底層 5)鍍底層 堿銅作底層 適用于鋁、鋅、鑄鐵等難鍍的金屬。一般、電壓520V，兩極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度0.20.4m/s； 低氫脆鎘作底層 適用于對(duì)氫特別敏感的超高強(qiáng)度鋼。它既可提高鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度，又可避免滲氫變脆的危險(xiǎn)。 一般、電壓610V， 兩極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度0.10.5m/s工藝過程鍍尺寸鍍層和工作鍍層 6) 鍍尺寸鍍層和工作鍍層 由于單一金屬的鍍層隨厚度的增加內(nèi)應(yīng)力增大，結(jié)晶變粗、強(qiáng)度降低、過厚將產(chǎn)生裂

27、紋或自然脫落。般單一鍍層的厚度不超過0.03mm，快速鎳和高速銅鍍層的厚度不超過0. 3-0.5mm。如果待鍍工件的磨損量較大，應(yīng)先刷鍍“尺寸鍍層”以增加尺寸，甚至用不同鍍層交替疊加，最后才可滿足工件表面要求的工作鍍層； 當(dāng)鍍層厚到定程度結(jié)晶粗化時(shí)，可用砂紙打磨，再用1號(hào)或2號(hào)活化液反接(工件接陽(yáng)極)處理5-10s，最后刷鍍特殊鎳和工作鍍層。 一般、電壓615V，兩極相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度0.1-0.3m/s；沉積鍍覆量1-10um/min。工藝過程清洗 7)工序間的漂洗和鍍后清洗 工序間的漂洗 幾乎所有工序之間和沉積完成以后，都必須對(duì)工件表面進(jìn)行徹底的漂洗。漂洗的作用是進(jìn)一步及時(shí)去除工件表面的污垢、雜

28、質(zhì)及殘留溶液，以保證和提高鍍層質(zhì)量。當(dāng)鍍層較厚時(shí)，完成尺寸鍍層或工作鍍層之后的工件溫度較高，必須用溫水(大于50度)漂洗、以防鍍層收縮產(chǎn)生裂紋或脫落。 鍍后清洗 刷鍍結(jié)束后，務(wù)必用自來(lái)水徹底清洗沖刷已鍍表面和鄰近部位，并用吹風(fēng)機(jī)或壓力較低的壓縮空氣吹干，同時(shí)涂上防銹油或防銹液。S需刷鍍的面積 dm2刷鍍層厚度um工作層金屬的比重 g/cm3m刷鍍液中金屬的含量g/lK考慮各種損耗的系數(shù)，取1.5-2Q刷鍍所需的電量AhC刷鍍液的耗電系數(shù)Ah/ dm2 umS需刷鍍的面積 dm2刷鍍層厚度umK考慮各種損耗的系數(shù)，取1.0-1.2十字節(jié)叉孔的設(shè)計(jì)尺寸為39+0.027-0.01mm，由于磨損，現(xiàn)

29、叉孔尺寸為39+0.12mm，孔寬25mm，材料35號(hào)鋼，試確定刷鍍參數(shù)和工藝。1）鍍層厚度和面積的計(jì)算 按最大過盈計(jì)算，尺寸差為：39.12-38.99=0.13mm 單邊差：0.065mm=65um 按最小過盈計(jì)算，尺寸差為：39.12-39.027=0.093mm 單邊差：0.047mm=47um 取中間值=50um 需刷鍍的面積為：S=3.140.390.25=0.31dm刷鍍液需要量計(jì)算：以快速銅為例因?yàn)槭莾蓚€(gè)孔，所以所需刷鍍液約50ml刷鍍所需電量計(jì)算：以快速銅為例Q=0.095500.311.2=1.767Ah因?yàn)?Ah走1000個(gè)字，所以走1767個(gè)字。刷鍍工藝：1. 表面修整：機(jī)械除油、除銹2. 電凈處理： 極性接法：鍍筆接陽(yáng)極，工件接陰極 操作電壓：8-15V 鍍筆與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度：4-12m/min 時(shí)間：15-60s3. 清