專利名稱：一種用電鍍液加工精密零部件的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及精密零部件的加工方法和設(shè)備，更確切的說(shuō)，本發(fā)明涉及用電鍍液對(duì)已經(jīng)粗加工的零部件進(jìn)行精加工的方法和設(shè)備。本發(fā)明主要應(yīng)用于加工尺寸公差1--30微米，形狀公差1--20微米，間隙公差1--30微米，光潔度
的精密零部件。本發(fā)明涉及的加工范圍比較廣泛，按被加工零部件應(yīng)用的類型分，包括下述幾類1、相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相互配合的精密零部件加工。如金屬切削機(jī)床中的絲桿和絲母，滑板與槽板，花鍵與齒輪；注塑成型機(jī)中的螺桿和料筒；液壓傳動(dòng)機(jī)械中的缸體和柱塞(或油缸和活塞)；氣壓傳動(dòng)機(jī)械中缸體和活塞；通用機(jī)械中標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)泵體，閥體，馬達(dá)等等。2、凸外形和凹內(nèi)型精密零部件的加工。如噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)異形弧面噴油嘴，激光聚焦器，胃鏡拋物探頭等。3、精密量具的加工。如量孔，量棒，塞規(guī)等。4、零部件的密封加工。如制冷壓縮機(jī)的外殼體密封加工等。5、精密零部件的修復(fù)加工。6、精密零部件提高耐磨性和增進(jìn)自潤(rùn)滑性的加工。按被加工零部件被加工面的形狀類型分1、孔加工。如通孔，盲孔，三角孔，橢園孔，方形孔等。2、槽加工。如三角槽，矩形槽，半園槽等。3、柱加工。如園柱，三角柱，橢園柱，方形柱等。4、平面加工。如階梯形平面，平面等。
在現(xiàn)有技術(shù)中，加工精密零部件一般先采用車、刨、銑、磨等方法將零部件先進(jìn)行粗加工，經(jīng)碎火后，再用精密機(jī)床進(jìn)行磨削、珩磨、研磨提高精度。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1979年8月出版的《車工實(shí)踐》介紹了法蘭盤、絲桿等十多種零部件的加工工藝。國(guó)防出版社1977年6月出版的《液壓傳動(dòng)精密零件的制造工藝》介紹了閥套，閥芯，平板閥芯等液壓傳動(dòng)精密零部件的粗加工和精加工，上述書籍對(duì)各零部件加工所用的機(jī)床型號(hào)，工藝步驟，操作經(jīng)驗(yàn)，零件的精密度，檢驗(yàn)方法等都作了比較詳細(xì)的介紹?，F(xiàn)有技術(shù)中還采用了精密數(shù)控機(jī)床和激光技術(shù)加工精密零部件。上述加工方法加工的零部件精度主要依賴的是加工設(shè)備的精密程度，即設(shè)備的精密程度高，加工的零部件的精度就高，反之則低。現(xiàn)有精密零部件的加工方法和設(shè)備為發(fā)展經(jīng)濟(jì)，國(guó)防建設(shè)作出了重大貢獻(xiàn)。它的不足之處有以下幾方面。 1、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，批量加工困難，設(shè)備昂貴；2、加工凹內(nèi)形(如缸體)和異形孔(如三角孔)精度差；3、粗加工無(wú)精加工余量時(shí)，零件只有報(bào)廢；4、零部件磨損超過(guò)規(guī)定值后，無(wú)法修復(fù)；5、加工工序復(fù)雜，如《液壓傳動(dòng)精密零件的制造工藝》中介紹的閥芯加工工藝在淬火后還有16道工序。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足之處，提供一種用電鍍液加工精密零部件的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的原理依據(jù)是1、電鍍液中金屬離子能夠電鍍?cè)诒患庸ち悴考牟牧仙希?、電鍍液中金屬離子直徑在10-4微米左右，遠(yuǎn)小于現(xiàn)有最高加工精度值及最低粗糙度，在一定條件下，電鍍液中金屬離子能夠隨電鍍液進(jìn)入被加工零部件之間的配合間隙處或進(jìn)入被加工零部件和研磨器的配合間隙處，并能進(jìn)入被加工零部件表面的凹凸之中；3、根據(jù)流體力學(xué)原理，在同等條件下，壓力增大，流體對(duì)間隙滲入機(jī)率增大；粘度減小，流體對(duì)間隙滲入機(jī)率增大。根據(jù)該原理，采用低粘度含磨料的電鍍液并加壓，使電鍍液攜帶金屬離子及磨料進(jìn)入被加工零部件之間的配合間隙處或進(jìn)入被加工零部件和研磨器的配合間隙處。
根據(jù)上述原理，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，將兩個(gè)或兩個(gè)以上相對(duì)運(yùn)動(dòng)、相互配合的被加工零部件進(jìn)行配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液送入被加工零部件之間的配合間隙處，在電鍍電源作用下，對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件之間進(jìn)行相互研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，周而復(fù)之，填凹去凸，被加工零部件間的間隙公差逐漸減小，被加工零部件的形狀公差逐漸減小，光潔度逐漸提高，直至被加工零部件達(dá)到要求的精度。
本發(fā)明另一技術(shù)方案是，將被加工零部件和研磨器配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液送入被加工零部件和研磨器的配合間隙處，在電鍍電源作用下，對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器或同時(shí)驅(qū)動(dòng)被加工零部件和研磨器對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去。周而復(fù)之，填凹去凸，被加工零部件形狀公差逐漸減小，尺寸精度和光潔度逐漸提高，直至被加工零部件達(dá)到要求的精度。
本發(fā)明的第三技術(shù)方案是先對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，驅(qū)動(dòng)裝置再將被加工零部件推出電鍍液與研磨器配合或者與之相配的被加工零部件配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液或者含磨料的符合工藝壓力要求的水溶液送入被加工零部件和研磨器的配合間隙處或者送入被加工零部件和與之相配的加工零部件的配合間隙處，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器或同時(shí)驅(qū)動(dòng)被加工零部件和研磨器對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨，電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行，被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，周而復(fù)之，填凹去凸，被加工零部件之間的間隙公差逐漸減小，被加工零部件的形狀公差逐漸減小，尺寸精度和光潔度逐漸提高，直至被加工零部件達(dá)到要求的精度。
本發(fā)明的設(shè)備包括供液裝置，驅(qū)動(dòng)裝置，電鍍裝置，回液裝置，連接器，研磨器，夾具。供液裝置向被加工零部件的配合間隙處或被加工零部件和研磨器的配合間隙處送入含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液(或含磨料的符合工藝壓力要求的水溶液)，連接器連接驅(qū)動(dòng)裝置和被加工零部件或研磨器。驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器進(jìn)行同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)或同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨。夾具用于夾持固定被加工零部件或研磨器。
電鍍液包括鍍鎳電鍍液，鍍鉻電鍍液，鍍銀電鍍液等，應(yīng)根據(jù)被加工零部件使用要求及材料成份選擇。推薦選擇低溫區(qū)，中性鍍鎳電鍍液，中性鍍鉻電鍍液，中性鍍銀電鍍液。
磨料包括自潤(rùn)滑非水溶性磨料；高熔點(diǎn)、高硬度非水溶性磨料。非水溶性自潤(rùn)滑磨料包括石墨，二硫化鉬，氮化硼等。高熔點(diǎn)、高硬度非水溶性磨料包括碳化硅，碳化鉻，二氧化鈦，金剛石等。二類磨料可單獨(dú)使用，也可配合使用。推薦按體積比例混合使用。推薦非水溶性自潤(rùn)滑磨料50-80％，高熔點(diǎn)、高硬度磨料20-50％。實(shí)際使用時(shí)應(yīng)根據(jù)被加工零部件的材料組織、材料硬度，被加工零部件要求的尺寸精度，光潔度、形狀公差、間隙公差進(jìn)行選擇。磨料在電鍍液中的體積含量值應(yīng)在滿足被加工零部件獲得良好的潤(rùn)滑與研磨的前提下，宜取較小的值，推薦在3-25％的范圍內(nèi)選取。磨料在本發(fā)明中除起磨削、潤(rùn)滑作用外，還起著控制被加工零部件間隙公差，形狀公差，尺寸公差，表面光潔度和隔離被加工零部件或隔離被加工零部件和研磨器的作用。磨料的粒度可按下式選擇M＝KZ＋X＋V。 M--磨料粒度值，單位微米。K--比例系數(shù)，被加工零部件配合加工時(shí)K＝0.1-0.8，研磨器與被加工零部件配合加工時(shí)K＝0.6-1。Z-配合間隙值，單位微米，X-加工時(shí)電鍍液工藝壓力對(duì)間隙值產(chǎn)生的壓變量，單位微米。 V-加工時(shí)溫度對(duì)間隙值產(chǎn)生的溫差變量，單位微米。
電鍍液工藝壓力的選擇應(yīng)保證電鍍液能夠攜帶磨料進(jìn)入被加工零部件之間的配合間隙處或進(jìn)入被加工零部件和研磨器的配合間隙處。范圍是被加工零部件和研磨器最小許用壓力的0.1-80％。
驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)參數(shù)的選擇范圍驅(qū)動(dòng)力的選擇是大于或等于電鍍液工藝壓力的1.5倍，同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度是0.1-25米/分，同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度是0.01-10米/分。取速度值時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝壓力，磨料含量值，磨料粒度，磨料的混合比，電鍍沉積速度快慢，被加工零部件尺寸大小，被加工零部件要求的精度等多種因素確定驅(qū)動(dòng)速度，即要保證電鍍對(duì)被加工零部件凹處的沉積，又需及時(shí)研去被加工零部件凸點(diǎn)鍍層。
電鍍參數(shù)的選擇是，應(yīng)使不同的被加工零部件快速穩(wěn)定地獲得良好的電鍍層。推薦鍍鎳電流密度0.5-1.5A/dm2，鍍鉻電流密度30-50A/dm2工藝錐度值選擇范圍是0.1°-3°，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)被加工零部件的尺寸選擇。直徑大，長(zhǎng)度長(zhǎng)，選高值；直徑小，長(zhǎng)度短，選低值。
驅(qū)動(dòng)裝置的作用是驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨。當(dāng)同時(shí)加工相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相互配合的零部件時(shí)，如缸體和柱塞，要求驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)配合加工零部件之間作相對(duì)的同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行相互研磨；當(dāng)加工具有連續(xù)回轉(zhuǎn)面的凹內(nèi)型零部件時(shí)，如拋物面，要求驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)研磨器或被加工零部件或同時(shí)驅(qū)動(dòng)研磨器和被加工零部件作相對(duì)的同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)零部件拋物面的內(nèi)腔進(jìn)行研磨；當(dāng)加工非連續(xù)回轉(zhuǎn)面異狀凹內(nèi)形時(shí)，如橢園孔，要求驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)研磨器或被加工零部件或同時(shí)驅(qū)動(dòng)研磨器和被加工零部件作相對(duì)的作同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)橢園孔進(jìn)行研磨。上述舉例概括的說(shuō)，就是驅(qū)動(dòng)裝置加工不同的零部件時(shí)能夠驅(qū)動(dòng)被加工零部件和研磨器或被加工零部件或研磨器作同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)或同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨。當(dāng)然還要有足夠的驅(qū)動(dòng)力和精度。能夠達(dá)到上述要求的機(jī)械較多，都能作為驅(qū)動(dòng)裝置使用(或稍作改進(jìn))，如氣馬達(dá)，精密車床，坐標(biāo)鏜床，坐標(biāo)插床等。
連接器的作用是連接驅(qū)動(dòng)裝置和研磨器或被加工零部件，當(dāng)電鍍電壓及電流較大時(shí)，應(yīng)絕緣連接，可采用絕緣墊或在接觸面上噴一層絕緣樹(shù)脂等方法。
供液裝置的作用是向被加工零部件之間的配合間隙處或被加工零部件和研磨器的配合間隙處送入含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液、或者送入含磨料的符合工藝壓力要求的水溶液，供液裝置包括儲(chǔ)液池，壓力表，輸液管，攪拌器，輸液管道將儲(chǔ)液池，泵，壓力表，被加工零部件的配合間隙處或被加工零部件和研磨器的配合間隙處連通。
回液裝置的作用是將被加工零部件之間的配合間隙處或研磨器和被加工零部件的配合間隙處中被壓出的電鍍液引回儲(chǔ)液池，回液裝置由回液管和單向閥組成。單向閥的開(kāi)通壓力等于電鍍液工藝壓力。也可利用電鍍液自重回落到儲(chǔ)液池內(nèi)。
電鍍裝置的作用是對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，電鍍裝置包括電鍍液、電鍍電源發(fā)生器、陽(yáng)極材料。電鍍電源發(fā)生器的正級(jí)通過(guò)陽(yáng)極材料與電鍍液相連接，負(fù)級(jí)與被加工零部件相連接。當(dāng)采用化學(xué)鍍時(shí)，可省去電鍍電源發(fā)生器。
研磨器的作用是在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨，可用難電鍍材料制作，如鋁棒加工成型后，經(jīng)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理。研磨器前部的形狀與被加工零部件的加工面形狀相配。如加工零部件上的園通孔時(shí)，研磨器前部外形是一園柱形；加工園柱形零部件時(shí)，研磨器前部是一個(gè)與園柱相配的園孔(可是通孔，也可是盲孔)；加工零部件上的方形孔時(shí)，研磨器前部是與方形孔相配的方柱；加工方柱形零部件時(shí)，研磨器前部有與方柱形相配的方孔；加工噴油嘴時(shí)，研磨器前部外形是一個(gè)與噴油孔形狀相配的園錐形；加工零部件上凹形拋物面時(shí)，研磨器前部外形是一個(gè)與凹形拋物面相配的凸外拋物形。
工藝錐度的作用是平衡不均勻電鍍沉積和引導(dǎo)電鍍液對(duì)配合間隙處的滲入。


圖1是電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，加工相對(duì)運(yùn)動(dòng)、相互配合精密零部件的工藝及設(shè)備示意圖；圖2是電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，用研磨器配合加工精密零部件的工藝及設(shè)備示意圖；圖3是電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行，加工相對(duì)運(yùn)動(dòng)、相互配合精密零部件的工藝及設(shè)備示意圖。
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的工藝及設(shè)備作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1、現(xiàn)以加工汽車盤式制動(dòng)器的缸體和柱塞為例，對(duì)本發(fā)明的工藝及設(shè)備作進(jìn)一步說(shuō)明。要求的技術(shù)條件是柱塞工作行程12毫米，缸體外徑30毫米，缸體內(nèi)徑20+0.005毫米，柱塞直徑20-0.0035-0.0075毫米，最大間隙值6.25微米，光潔度
，設(shè)計(jì)使用工作壓力0.75MPa，45#鋼材，材料許用應(yīng)力[σ]＝140MPa。
工藝參數(shù)的選擇和確定1、缸體的許用壓力
2、電鍍液工藝壓力P1＝2％P＝70×2％＝1.4Mpa(大于使用工作壓力0.75MPa)。3、驅(qū)動(dòng)力＝1.4×2＝2.8Mpa。4、同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度2.5米/分。5、同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度0.2米/分。6、工藝錐度值，長(zhǎng)9毫米，倒角R0.1毫米，錐度45’。7、驅(qū)動(dòng)行程21毫米(使配合加工的缸體與柱塞不分離)。8、磨料粒度，M＝0.42×6.25＋20×103×0.2％×2％×50％＋0＝3微米。9、電鍍液配方，氨基磺酸鎳[Ni(NH2SO3)2·4H2O]322g/l，氯化鎳(NiCl2·6H2O)30g/l，硼酸(H3BO3)34g/l，二硫化鉬(MoS2)3um，200g/l，金剛石磨料3um，80g/l。10、電鍍參數(shù)，脈沖電源參數(shù)，矩形波，平均電流密度0.7A/dm2，通斷比1∶4，PH5.4，溫度室溫。
參照?qǐng)D1所示，供液裝置包括儲(chǔ)液池9，攪拌機(jī)11，泵10，輸液管7，壓力表3，攪拌機(jī)11設(shè)在儲(chǔ)液池9內(nèi)，輸液管7將儲(chǔ)液池9內(nèi)的電鍍液與缸體5(被加工零部件)連通，泵10，壓力表3分別串連在輸液管7上，泵10、壓力表3和輸液管7根據(jù)電鍍液工藝壓力(1.4MPa)配套。參照?qǐng)D1所示，回液裝置包括單向閥4，回液管2，可調(diào)壓力閥8，回液管2一端設(shè)在缸體5近旁的輸液管7上，另一端與儲(chǔ)液池9連通，單向閥4，可調(diào)壓力閥8串連在回液管2上，單向閥4的開(kāi)通壓力應(yīng)等于電鍍液工藝壓力1.4MPa，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器15驅(qū)動(dòng)柱塞14(被加工零部件)向前時(shí)(向圖左)，缸體5內(nèi)壓力增大，壓迫單向閥4打開(kāi)，缸體5內(nèi)的電鍍液經(jīng)單向閥4，可調(diào)壓力閥8回流到儲(chǔ)液池9內(nèi)。在儲(chǔ)液池內(nèi)設(shè)有磁鐵16，用于吸附電鍍液中的金屬微粒。參照?qǐng)D1所示，柱塞14用連接器6與驅(qū)動(dòng)器15相連接，采用的是絕緣連接，當(dāng)電鍍電壓較小時(shí)，如電壓＜36V時(shí)，可不絕緣連接。夾具13將缸體5夾持固定。脈沖電源發(fā)生器12正級(jí)通過(guò)陽(yáng)極材料與儲(chǔ)液池9內(nèi)電鍍液相連接，負(fù)級(jí)與缸體5相連接。工藝錐度1如圖1所示，工藝錐度1有利于電鍍液進(jìn)入缸體5與柱塞14的配合間隙處和平衡不均勻的電鍍沉積。
工藝步驟如下效正好缸體5與柱塞14的同心度，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)11攪拌電鍍液，開(kāi)動(dòng)泵10向缸體5和柱塞14的配合間隙處送入壓力為1.4MPa含磨料的電鍍液，打開(kāi)脈沖電源發(fā)生器12，對(duì)缸體5和柱塞14同時(shí)進(jìn)行電鍍，開(kāi)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器15，驅(qū)動(dòng)器15驅(qū)動(dòng)柱塞14在缸體5內(nèi)按0.2米/分的速度進(jìn)行同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)和按2.5米/分的速度作同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，缸體5和柱塞14相互研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，缸體5和柱塞14的加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，填凹去凸，缸體5與柱塞14的間隙公差逐漸減小，缸體5和柱塞14的形狀公差也逐漸減小，光潔度逐漸提高，直至達(dá)到要求的精度。同時(shí)，也因電鍍層存在，提高了缸體5和柱塞14的耐磨性。對(duì)上述實(shí)施例加工的缸體和柱塞經(jīng)檢測(cè)，間隙值5微米，形狀公差5微米，光潔度
。
實(shí)施例2，現(xiàn)以加工飛機(jī)操縱器中的邏輯控制缸為例，對(duì)本發(fā)明的工藝及設(shè)備作進(jìn)一步說(shuō)明。
控制缸用20#鋼制作，材料許用應(yīng)力[σ]＝110MPa，經(jīng)滲碳處理。內(nèi)徑10.5+0.0015毫米，外徑12.8毫米，直線度、園度0.0045毫米，光潔度
，設(shè)計(jì)使用壓力1MPa。
工藝參數(shù)的選擇和確定1、控制缸的許用應(yīng)力
。2、電鍍液工藝壓力P1＝10％P＝2.4MPa(大于使用工作壓力1MPa)。3、驅(qū)動(dòng)力＝2.4×3＝7.2MPa。4、同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度1.5米/分。5、研磨頭尺寸的確定外徑10.45毫米，與被加工零部件配合的間隙值為25微米。6、磨料粒度M＝1×25＋10.5×103×0.2％×10％×50％＋0＝25＋1.05＝26微米。7、電鍍液配方鉻酐(GrO3)250g/l，硫酸(H2SO4)2.5g/l，稀土添加劑(哈工大研制)1g/l，氮化硼(BN)26um，185g/1，碳化硅(SiC)26um，125g/l。8、電鍍參數(shù)，電流30A/dm2，溫度35℃。
參照?qǐng)D2所示，供液裝置包括儲(chǔ)液池1，儲(chǔ)液池14，泵16，單向閥15，輸液管21，泵16和單向閥15串連在輸液管21上，泵16可將儲(chǔ)液池1內(nèi)的含磨料的電鍍液泵入儲(chǔ)液池14內(nèi)，在儲(chǔ)液池1底部裝有一個(gè)磁鐵2，用于吸附電鍍液中的金屬微粒，在儲(chǔ)液池14上裝有單向溢氣閥11，當(dāng)儲(chǔ)液池14中的壓力超過(guò)電鍍工藝壓力(2.4MPa)時(shí)，壓迫單向溢氣閥11打開(kāi)，放出氣體，降低儲(chǔ)液池14中的壓力。在機(jī)架22上設(shè)有回液孔24，當(dāng)控制缸6(被加工零部件)和研磨器5相配的間隙處的電鍍液被壓出后，經(jīng)回流孔24回流到儲(chǔ)液池1內(nèi)。本實(shí)施例采用的驅(qū)動(dòng)裝置是氣馬達(dá)17，氣馬達(dá)軸8中有一通孔，通孔中裝有電鍍陽(yáng)極棒18，通孔一端與儲(chǔ)液池14中的電鍍液相通，另一端與研磨器5的內(nèi)孔相通，研磨器5前部的研磨頭的形狀與控制缸6的加工面形狀相配，研磨頭壁上設(shè)有對(duì)稱分布，同等大小的輸液孔23，輸液孔23有自動(dòng)扶正(同心度)的作用。研磨器5采用難電鍍材料制作，如鋁棒加工成型后，經(jīng)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理，使其具有硬度高，難電鍍的性能，研磨器5用螺母19(連接器)與氣馬達(dá)軸8連接，在氣馬達(dá)軸8前端有與螺母19相配的螺紋。電鍍電源發(fā)生器20(電鍍裝置)正級(jí)與陽(yáng)級(jí)棒18相接，負(fù)級(jí)與控制缸6相接。螺桿夾具3將控制缸6固定在機(jī)架22上。
工藝步驟如下開(kāi)動(dòng)泵16，將儲(chǔ)液池1內(nèi)的含磨料的電鍍液送入儲(chǔ)液池14內(nèi)(可采用人工攪拌，使磨料均勻的分散在儲(chǔ)液池1內(nèi))，電鍍液順次經(jīng)氣馬達(dá)軸8中的通孔，研磨器5上的內(nèi)孔，輸液孔23進(jìn)入研磨器5和控制缸6相配的間隙處，打開(kāi)氣壓調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)12，壓力氣從氣源裝置7經(jīng)輸氣管10，陽(yáng)極棒18上的輸氣孔13進(jìn)入儲(chǔ)液池14，對(duì)電鍍液加壓并進(jìn)行攪拌；利用加壓的電鍍液及研磨器5上輸液孔23的自動(dòng)扶正作用，在校正控制缸6與研磨器5的同心度后，螺桿夾具3將控制缸6固定在機(jī)架22上。打開(kāi)電鍍電源發(fā)生器20，對(duì)控制缸6進(jìn)行電鍍；打開(kāi)氣壓調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)9，壓力氣從氣源裝置7經(jīng)輸氣管10到氣馬達(dá)17，推動(dòng)氣馬達(dá)17按1.5米/分的同心旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，氣馬達(dá)軸8驅(qū)動(dòng)研磨器5對(duì)控制缸6進(jìn)行研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，填凹去凸，控制缸6形狀公差逐漸減小，光潔度逐漸提高，直至控制缸6達(dá)到要求的精度。用上述方法加工的控制缸經(jīng)檢測(cè)，內(nèi)徑10.5+0.0012毫米，直線度、園度0.0045毫米，光潔度
。達(dá)到了要求的精度。
實(shí)施例3，現(xiàn)以加工摩托車機(jī)油泵的蝸輪和殼體為例，對(duì)本發(fā)明的工藝及設(shè)備作進(jìn)一步說(shuō)明。
蝸輪材料是20Gr，蝸輪配合外徑12.5-0.0015-0.0035毫米，光潔度
相關(guān)形狀公差5微米，殼體材料為鑄鋁，配合內(nèi)徑12.5+0.0025毫米，光潔度
相關(guān)形狀公差5微米，外徑22毫米，蝸輪與殼體最大間隙值3微米，設(shè)計(jì)使用工作壓力0.15MPa，鑄鋁材料許用應(yīng)力[σ]＝66MPa。
工藝參數(shù)選擇和確定
(因采用配合加工，殼體材料強(qiáng)度小，應(yīng)以殼體材料強(qiáng)度為基準(zhǔn))。2、電鍍液工藝壓力P1＝2％P＝50.16×2％＝1MPa。(大于使用工作壓力0.15MPa)。3、驅(qū)動(dòng)力＝1×2.5＝2.5MPa。4、同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度2.5米/分。5、同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度0.8米/分。6、電鍍和研磨間隔時(shí)間，前段時(shí)間電鍍3-4分鐘，研磨1-2分鐘；后段時(shí)間電鍍0.5分鐘，研磨3-4分鐘(因采用電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行)。7、磨料粒度M＝0.6×3＋12.5×0.2％×2％×50％×103＋0＝2.05微米。8、電鍍液配方，硫酸鎳(NiSO4·7H2O)310g/l，氯化鎳(NiCl2·6H2O)50g/l，硼酸(H3BO3)40g/l，二硫化鉬(MOS2)2um，370g/l，碳化硅(SiC)2um，80g/l。9、電鍍參數(shù)，電流密度1A/dm2，溫度20℃參照?qǐng)D3所示，供液裝置包括儲(chǔ)液池1，輸液管21，泵20，泵20安裝在輸液管21上，輸液管21一端與儲(chǔ)液池1內(nèi)的電鍍液相通，另一端與殼體23(相配的被加工零部件)內(nèi)腔相通。在儲(chǔ)液池1內(nèi)設(shè)有磁鐵6，用于吸附電鍍液中的金屬微粒?；亓餮b置包括回液管24，單向閥22，單向閥22安裝在回液管24上，其開(kāi)通壓力等于電鍍液工藝壓力(1MPa)?；匾汗?4一端與儲(chǔ)液池1內(nèi)的電鍍液相通，另一端連接在輸液管21上，與殼體23內(nèi)腔相通。驅(qū)動(dòng)器13驅(qū)動(dòng)蝸輪19(被加工零部件)在殼體23內(nèi)進(jìn)行同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，殼體23內(nèi)壓力增大，壓迫單向閥22打開(kāi)，電鍍液經(jīng)回液管24流回到儲(chǔ)液池1內(nèi)，當(dāng)殼體23與蝸輪19的間隙較大時(shí)，電鍍液可從間隙處被壓出，直接回流到儲(chǔ)液池1內(nèi)，殼體23用螺桿夾具25固定在儲(chǔ)液池蓋4上。驅(qū)動(dòng)軸9上設(shè)有攪拌片16，攪拌片16隨驅(qū)動(dòng)軸9上下和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)電鍍液進(jìn)行攪拌。連接器由部件連接頭26，螺釘18，螺母17構(gòu)成，在驅(qū)動(dòng)軸9前端有一個(gè)與連接頭26相配的錐形孔，連接頭26后部裝在錐形孔中，在驅(qū)動(dòng)軸9前端有與螺母17相配的螺紋，螺母17將連接頭26固定在驅(qū)動(dòng)軸9前端，螺釘18將連接頭26和蝸輪19連接。在驅(qū)動(dòng)器13上的部件12上設(shè)有速度表10和壓力表11，用于觀察驅(qū)動(dòng)力和同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度。在驅(qū)動(dòng)器13上的部件14上設(shè)有壓力表7和速度表8，用于觀察驅(qū)動(dòng)力和同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度。電鍍電源發(fā)生器5負(fù)級(jí)與儲(chǔ)液池1相接，正級(jí)與陽(yáng)級(jí)棒2相接，陽(yáng)極棒2與儲(chǔ)液池蓋4之間設(shè)有絕緣墊3，用于絕緣。密封圈15用于密封，以免電鍍液滲漏。
工藝步驟如下效正蝸輪19與殼體23的同心度，將蝸輪19降入電鍍液內(nèi)，打開(kāi)電鍍電源開(kāi)關(guān)，按工藝參數(shù)對(duì)蝸輪19進(jìn)行電鍍后，驅(qū)動(dòng)器13將蝸輪19推出電鍍液與殼體23配合。打開(kāi)泵20，向蝸輪19和殼體23的間隙處送入壓力為1MPa含磨料的電鍍液，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器13，驅(qū)動(dòng)蝸輪19在殼體23內(nèi)按0.8米/分的速度作同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)和按2.5米/分的速度作同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)殼體23及本身(蝸輪)進(jìn)行研磨，至工藝時(shí)間，再將蝸輪19降入電鍍液內(nèi)進(jìn)行電鍍，電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行，直至蝸輪19和殼體23達(dá)到要求的精度。如果分開(kāi)加工殼體23或蝸輪19時(shí)，或加工其它精密零部件時(shí)，安放殼體23的位置應(yīng)是研磨器，對(duì)研磨器不需要電鍍，可采用向研磨器和蝸輪19相配的間隙處或研磨器與其它被加工零部件相配的間隙處供入含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液或含磨料的符合工藝壓力要求的水溶液，進(jìn)行電鍍和研磨循環(huán)加工。如果被加工的零部件之間硬度相差較大時(shí)，被加工零部件在含有磨料的電鍍液中進(jìn)行電鍍后，可直接與相配的零部件或研磨器進(jìn)行配合研磨，電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行，直至達(dá)到要求的精度。
用上述方法加工殼體和蝸輪經(jīng)檢測(cè)，完全達(dá)到精度要求，供壓和計(jì)量技術(shù)指標(biāo)超過(guò)日本同類產(chǎn)品2.3倍，最高達(dá)3.4倍。
上述實(shí)施例并非本發(fā)明的全部?jī)?nèi)容，可根據(jù)本發(fā)明的思想作不同的改進(jìn)，如可采用兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)驅(qū)動(dòng)被加工零部件或被加工零部件和研磨器進(jìn)行研磨。又如，在批量加工時(shí)，對(duì)連接器稍作改進(jìn)，一臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置可同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的被加工零部件和與之相配的被加工零部件(或研磨器)進(jìn)行相互研磨，這些改進(jìn)同樣是本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、設(shè)備少，除驅(qū)動(dòng)裝置要求精度高，價(jià)格較貴外，其余設(shè)備價(jià)格都很低，一套設(shè)備可加工多種零部件；2、加工的零部件精度高，互換性好，特別是加工凹內(nèi)形零部件比現(xiàn)有技術(shù)提高數(shù)倍；3、加工工序減少近一半；4、提高了零部件的耐磨性。
權(quán)利要求
1.一種用電鍍液加工精密零部件的方法包括用車，刨，銑，磨等方法對(duì)零部件進(jìn)行粗加工，其特征在于將兩個(gè)或兩個(gè)以上相配的被加工零部件進(jìn)行配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液送入被加工零部件的配合間隙處，電鍍裝置對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件之間進(jìn)行相互研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，填凹去凸，直至被加工零部件達(dá)到要求的精度。
2.一種用電鍍液加工精密零部件的方法包括用車，刨，銑，磨等方法對(duì)零部件進(jìn)行粗加工，其特征在于將被加工零部件和研磨器配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液送入被加工零部件和研磨器的配合間隙處，電鍍裝置對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器或同時(shí)驅(qū)動(dòng)被加工零部件和研磨器對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，填凹去凸，直至被加工零部件達(dá)到要求的精度。
3.一種用電鍍液加工精密零部件的方法包括用車，刨，銑，磨等方法對(duì)零部件進(jìn)行粗加工，其特征在于先對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，然后驅(qū)動(dòng)裝置將被加工零部件推出電鍍液與研磨器配合或與之相配的被加工零部件配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液或含磨料的符合工藝壓力要求的水溶液送入被加工零部件和研磨器的配合間隙處，或送入被加工零部件和與之相配的被加工零部件的配合間隙處，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器或同時(shí)驅(qū)動(dòng)被加工零部件和研磨器對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨，電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行，被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，填凹去凸，直至被加工零部件達(dá)到要求的精度。
4.一種用電鍍液加工精密零部件的設(shè)備包括電鍍裝置，夾具，其特征在于還包括供液裝置，回液裝置，驅(qū)動(dòng)裝置，研磨器，連接器，供液裝置與被加工零部件和研磨器的配合間隙處相通或與被加工零部件之間的配合間隙處相通，連接器一端連接驅(qū)動(dòng)裝置，另一端連接被加工零部件或研磨器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用電鍍液加工精密零部件的方法其特征在于符合工藝壓力要求的電鍍液的壓力是被加工零部件和研磨器最小許用壓力的0.1-80％，并使電鍍液攜帶磨料進(jìn)入配合間隙處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用電鍍液加工精密零部件的方法其特征在于磨料包括自潤(rùn)滑非水溶性磨料，高熔點(diǎn)、高硬度非水溶性磨料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用電鍍液加工精密零部件的方法其特征在于根據(jù)被加工零部件所要求的精度和配合處的間隙值選擇磨料的粒度，按公式M＝KZ＋X＋V確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用電鍍液加工精密零部件的方法其特征在于根據(jù)電鍍沉積速度，磨料的粒度，磨料的混合比，磨料在電鍍液中的含量值，電鍍液工藝壓力選擇驅(qū)動(dòng)速度，使被加工零部件加工面得到電鍍液中金屬離子沉積，凸處電鍍層被研磨去，填凹去凸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用電鍍液加工精密零部件的方法其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)參數(shù)是驅(qū)動(dòng)力大于或等于電鍍液工藝壓力的1.5倍，同心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度是0.1-25米/分，同心往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度是0.01-10米/分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用電鍍液加工精密零部件的方法其特征在于根據(jù)被加工零部件使用要求及材料成份選擇電鍍液。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用電鍍液加工精密零部件的設(shè)備其特征在于研磨器前部的研磨頭與被加工零部件加工面形狀相配。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用電鍍液加工精密零部件的方法和設(shè)備，特征是將被加工零部件或被加工零部件和研磨器配合，供液裝置將含磨料的符合工藝壓力要求的電鍍液送入它們之間的配合間隙處，電鍍裝置對(duì)被加工零部件進(jìn)行電鍍，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)被加工零部件或研磨器對(duì)被加工零部件進(jìn)行研磨，電鍍和研磨同時(shí)進(jìn)行，使被加工零部件加工面填凹去凸，直至達(dá)到要求的精度。本發(fā)明還公開(kāi)了電鍍和研磨循環(huán)進(jìn)行的加工方法和設(shè)備。
文檔編號(hào)C25D5/00GK1157339SQ9611754
公開(kāi)日1997年8月20日 申請(qǐng)日期1996年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月30日
發(fā)明者都智偉 申請(qǐng)人:都智偉