[发明专利]零件电化学加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及到一种电化学加工装置，具体是涉及诸如凸轮轴、曲轴、主轴等长径比大、存在非连续、多加工位置金属零件的电化学加工装置。

背景技术

电化学加工技术属于特种加工领域，其主要原理是在镀液环境下借助电化学反应的方式实现对难切削金属材料、难切削结构(微细、薄壁、异形等)的去除和实现对表面修复、整形以及强化的一种加工方法，主要包括电解(去除)、电铸(增材制造)、电镀(装饰、修复、强化)加工等加工形式；依照镀液槽结构可以分为槽镀和电刷镀两种类型；所采用电源包括单向直流电源、单向脉冲电源和双向脉冲电源。加工时零件被加工部位被置于镀液槽中，被称为槽镀加工，在槽镀加工前需要对置入镀液中的所有非加工位置进行绝缘处理。电刷镀是摆脱槽镀的工艺方法之一，可以在线在位加工。不论是槽镀还是电刷镀对诸如曲轴、凸轮轴等大尺寸零件而言，均存在一定的局限性，严重制约该加工工艺方法的推广和应用。该类零件具有如下特点：

1、零件包含多个形状相同的、不连续的结构特征，比如凸轮轴含有数个形状完全相同、方位存在差异的桃形工作面，曲轴存在数个主轴颈和连杆颈；

2、上述特征具有不连续性；

3、上述特征部位的表面质量、硬度、耐磨性等技术要求较高；

4、零件的整体尺寸大。

对于槽镀来说，存在镀液量大、控制精度低、电源功率大等一系列问题；由于电刷镀的阴极(被加工零件)暴露在空气中，其所采用的电源只能采用直流电源或单向脉冲电源，无法借助双向脉冲电源的反向脉冲对被加工表面实现瞬时电解、能够细化晶粒和消除镀层缺陷的优势，经过电刷镀加工的表面性能受到限制，无法满足特定的工况要求。

因此，本发明针对曲轴、凸轮轴等大尺寸零件的多个局部表面的强化要求，提出一种既能施加双向脉冲电源，又能节省镀液的电化学加工装置。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种既能施加双向脉冲电源，又能节省镀液的零件电化学加工装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：零件电化学加工装置，包括基座、具有垂直移动功能的竖直滑台、具有水平移动功能的水平滑台、固定旋转组件、辅助电极旋转及移动组件和镀液槽组件；

所述的固定旋转组件用于固定被加工零件并使被加工零件旋转和角度定位；

所述的竖直滑台位于基座的右侧，所述的镀液槽组件固定在竖直滑台上，辅助电极旋转及移动组件固定在镀液槽组件上且位于镀液槽组件的上方；

所述的水平滑台位于基座的上部，固定旋转组件固定在水平滑台上。

所述的固定旋转组件包括电机A和三爪卡盘，所述的电机A固定在水平滑台的滑块A上，所述的三爪卡盘固定在电机A的主轴上；

所述的镀液槽组件包括镀液槽支架、镀液循环及液位控制组件、镀液温度控制组件和pH计；所述的镀液槽支架的右端固定在竖直滑台上、左端与左半槽连接；所述的镀液槽支架的左端结构构成右半槽，所述的右半槽和左半槽共同构成主镀液槽，主镀液槽的右侧为副镀液槽；所述的主镀液槽为对开式结构；

所述的主镀液槽底面为左高右低的斜面，底面最低处安装有可调阀门与副镀液槽连通，副镀液槽用于临时存放镀液，其底面低于主镀液槽；主镀液槽底部有一竖直圆形通孔，竖直圆形通孔内装配有剖分式密封环，密封环起到密封镀液槽竖直圆形通孔和被加工零件之间间隙的作用；

所述的镀液循环及液位控制组件包括循环过滤泵、输液管和可调阀门，用于控制主镀液槽的液面位置；所述的循环过滤泵安装在副镀液槽内，通过输液管连通主镀液槽和副镀液槽；

所述的镀液温度控制组件包括温控单元和温控管，用于设定镀液温度并控制镀液温度恒定在所设定温度范围内，所述的温控单元安装在镀液槽支架上，通过温控管连接到镀液槽内；

所述的pH计安装在副镀液槽内，用于实时监测镀液酸碱度，并与酸碱度预设区间比较，超范围报警；

所述的辅助电极旋转及移动组件包括基板、电机B、电机带轮、v型带、空心带轮、L型支架和钛篮，所述的空心带轮通过轴承与基板连接，电机B固定在基板上，电机带轮通过v型带带动空心带轮旋转，L型支架的竖直面和水平面均开有一字型槽，L型支架通过位于竖直面上的一字槽与空心带轮连接，L型支架通过其水平面上的一字槽与钛篮连接，水平面上的一字槽用于调整钛篮与被加工零件的相对位置；钛篮中存放高纯度金属球，作为辅助电极；被加工零件安装在三爪卡盘上；钛篮中的金属球在镀液的浸泡和冲刷下起着提供电极导电和控制电流分布的作用。