一种用电镀液加工精密零部件的方法和设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN96117544.3

申请日:

1996.05.04

公开号:

CN1157339A

公开日:

1997.08.20

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2002.4.10|||授权||||||公开

IPC分类号:

C25D5/22

主分类号:

C25D5/22

申请人:

都智伟;

发明人:

都智伟

地址:

628017四川省广元市120信箱82幢2楼1号

优先权:

1995.09.30 CN 95113015.3

专利代理机构:

广元市专利事务所

代理人:

张志德

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内容摘要

本发明公开了一种用电镀液加工精密零部件的方法和设备,特征是将被加工零部件或被加工零部件和研磨器配合,供液装置将含磨料的符合工艺压力要求的电镀液送入它们之间的配合间隙处,电镀装置对被加工零部件进行电镀,驱动装置驱动被加工零部件或研磨器对被加工零部件进行研磨,电镀和研磨同时进行,使被加工零部件加工面填凹去凸,直至达到要求的精度。本发明还公开了电镀和研磨循环进行的加工方法和设备。

权利要求书

1: 1、一种用电镀液加工精密零部件的方法包括用 车,刨,铣,磨等方法对零部件进行粗加工,其特征 在于将两个或两个以上相配的被加工零部件进行配合, 供液装置将含磨料的符合工艺压力要求的电镀液送入 被加工零部件的配合间隙处,电镀装置对被加工零部 件进行电镀,驱动装置驱动被加工零部件之间进行相 互研磨,电镀和研磨同时进行,被加工零部件加工面 得到电镀液中金属离子沉积,凸处电镀层被研磨去, 填凹去凸,直至被加工零部件达到要求的精度。 2、一种用电镀液加工精密零部件的方法包括用 车,刨,铣,磨等方法对零部件进行粗加工,其特征 在于将被加工零部件和研磨器配合,供液装置将含磨 料的符合工艺压力要求的电镀液送入被加工零部件和 研磨器的配合间隙处,电镀装置对被加工零部件进行 电镀,驱动装置驱动被加工零部件或研磨器或同时驱 动被加工零部件和研磨器对被加工零部件进行研磨, 电镀和研磨同时进行,被加工零部件加工面得到电镀 液中金属离子沉积,凸处电镀层被研磨去,填凹去凸, 直至被加工零部件达到要求的精度。 3、一种用电镀液加工精密零部件的方法包括用 车,刨,铣,磨等方法对零部件进行粗加工,其特征 在于先对被加工零部件进行电镀,然后驱动装置将被 加工零部件推出电镀液与研磨器配合或与之相配的被 加工零部件配合,供液装置将含磨料的符合工艺压力 要求的电镀液或含磨料的符合工艺压力要求的水溶液 送入被加工零部件和研磨器的配合间隙处,或送入被 加工零部件和与之相配的被加工零部件的配合间隙处, 驱动装置驱动被加工零部件或研磨器或同时驱动被加 工零部件和研磨器对被加工零部件进行研磨,电镀和 研磨循环进行,被加工零部件加工面得到电镀液中金 属离子沉积,凸处电镀层被研磨去,填凹去凸,直至 被加工零部件达到要求的精度。 4、一种用电镀液加工精密零部件的设备包括电 镀装置,夹具,其特征在于还包括供液装置,回液装 置,驱动装置,研磨器,连接器,供液装置与被加工 零部件和研磨器的配合间隙处相通或与被加工零部件 之间的配合间隙处相通,连接器一端连接驱动装置, 另一端连接被加工零部件或研磨器。 5、根据权利要求1或2或3所述的一种用电镀液加 工精密零部件的方法其特征在于符合工艺压力要求的 电镀液的压力是被加工零部件和研磨器最小许用压力 的0.1-80%,并使电镀液携带磨料进入配合间隙处。 6、根据权利要求1或2或3所述的一种用电镀液加 工精密零部件的方法其特征在于磨料包括自润滑非水 溶性磨料,高熔点、高硬度非水溶性磨料。 7、根据权利要求1或2或3所述的一种用电镀液加 工精密零部件的方法其特征在于根据被加工零部件所 要求的精度和配合处的间隙值选择磨料的粒度,按公 式M=KZ+X+V确定。 8、根据权利要求1或2或3所述的一种用电镀液加 工精密零部件的方法其特征在于根据电镀沉积速度, 磨料的粒度,磨料的混合比,磨料在电镀液中的含量 值,电镀液工艺压力选择驱动速度,使被加工零部件 加工面得到电镀液中金属离子沉积,凸处电镀层被研 磨去,填凹去凸。 9、根据权利要求1或2或3所述的一种用电镀液加 工精密零部件的方法其特征在于驱动装置的驱动参数 是:驱动力大于或等于电镀液工艺压力的
2: 5倍,同 心旋转运动速度是0.1-25米/分,同心往复运动速 度是0.01-10米/分。 10、根据权利要求1或2或3所述的一种用电镀液 加工精密零部件的方法其特征在于根据被加工零部件 使用要求及材料成份选择电镀液。 11、根据权利要求4所述的一种用电镀液加工精 密零部件的设备其特征在于研磨器前部的研磨头与被 加工零部件加工面形状相配。

说明书


一种用电镀液加工精密零部件的方法和设备

    本发明涉及精密零部件的加工方法和设备,更确切的说,本发明涉及用电镀液对已经粗加工的零部件进行精加工的方法和设备。本发明主要应用于加工尺寸公差1--30微米,形状公差1--20微米,间隙公差1--30微米,光洁度的精密零部件。本发明涉及的加工范围比较广泛,按被加工零部件应用的类型分,包括下述几类:1、相对运动,相互配合的精密零部件加工。如金属切削机床中的丝杆和丝母,滑板与槽板,花键与齿轮;注塑成型机中的螺杆和料筒;液压传动机械中的缸体和柱塞(或油缸和活塞);气压传动机械中缸体和活塞;通用机械中标准、非标准泵体,阀体,马达等等。2、凸外形和凹内型精密零部件的加工。如喷气式飞机发动机异形弧面喷油嘴,激光聚焦器,胃镜抛物探头等。3、精密量具的加工。如量孔,量棒,塞规等。4、零部件的密封加工。如制冷压缩机的外壳体密封加工等。5、精密零部件的修复加工。6、精密零部件提高耐磨性和增进自润滑性的加工。按被加工零部件被加工面地形状类型分:1、孔加工。如通孔,盲孔,三角孔,椭园孔,方形孔等。2、槽加工。如三角槽,矩形槽,半园槽等。3、柱加工。如园柱,三角柱,椭园柱,方形柱等。4、平面加工。如阶梯形平面,平面等。

    在现有技术中,加工精密零部件一般先采用车、刨、铣、磨等方法将零部件先进行粗加工,经碎火后,再用精密机床进行磨削、珩磨、研磨提高精度。上海科学技术出版社1979年8月出版的《车工实践》介绍了法兰盘、丝杆等十多种零部件的加工工艺。国防出版社1977年6月出版的《液压传动精密零件的制造工艺》介绍了阀套,阀芯,平板阀芯等液压传动精密零部件的粗加工和精加工,上述书籍对各零部件加工所用的机床型号,工艺步骤,操作经验,零件的精密度,检验方法等都作了比较详细的介绍。现有技术中还采用了精密数控机床和激光技术加工精密零部件。上述加工方法加工的零部件精度主要依赖的是加工设备的精密程度,即设备的精密程度高,加工的零部件的精度就高,反之则低。现有精密零部件的加工方法和设备为发展经济,国防建设作出了重大贡献。它的不足之处有以下几方面。 1、生产周期长,费用高,批量加工困难,设备昂贵;2、加工凹内形(如缸体)和异形孔(如三角孔)精度差;3、粗加工无精加工余量时,零件只有报废;4、零部件磨损超过规定值后,无法修复;5、加工工序复杂,如《液压传动精密零件的制造工艺》中介绍的阀芯加工工艺在淬火后还有16道工序。

    本发明的目的是克服现有技术不足之处,提供一种用电镀液加工精密零部件的方法和设备。

    本发明的原理依据是:1、电镀液中金属离子能够电镀在被加工零部件的材料上;2、电镀液中金属离子直径在10-4微米左右,远小于现有最高加工精度值及最低粗糙度,在一定条件下,电镀液中金属离子能够随电镀液进入被加工零部件之间的配合间隙处或进入被加工零部件和研磨器的配合间隙处,并能进入被加工零部件表面的凹凸之中;3、根据流体力学原理,在同等条件下,压力增大,流体对间隙渗入机率增大;粘度减小,流体对间隙渗入机率增大。根据该原理,采用低粘度含磨料的电镀液并加压,使电镀液携带金属离子及磨料进入被加工零部件之间的配合间隙处或进入被加工零部件和研磨器的配合间隙处。

    根据上述原理,本发明提供的技术方案是,将两个或两个以上相对运动、相互配合的被加工零部件进行配合,供液装置将含磨料的符合工艺压力要求的电镀液送入被加工零部件之间的配合间隙处,在电镀电源作用下,对被加工零部件进行电镀,驱动装置驱动被加工零部件之间进行相互研磨,电镀和研磨同时进行,被加工零部件加工面得到电镀液中金属离子沉积,凸处电镀层被研磨去,周而复之,填凹去凸,被加工零部件间的间隙公差逐渐减小,被加工零部件的形状公差逐渐减小,光洁度逐渐提高,直至被加工零部件达到要求的精度。

    本发明另一技术方案是,将被加工零部件和研磨器配合,供液装置将含磨料的符合工艺压力要求的电镀液送入被加工零部件和研磨器的配合间隙处,在电镀电源作用下,对被加工零部件进行电镀,驱动装置驱动被加工零部件或研磨器或同时驱动被加工零部件和研磨器对被加工零部件进行研磨,电镀和研磨同时进行,被加工零部件加工面得到电镀液中金属离子沉积,凸处电镀层被研磨去。周而复之,填凹去凸,被加工零部件形状公差逐渐减小,尺寸精度和光洁度逐渐提高,直至被加工零部件达到要求的精度。

    本发明的第三技术方案是:先对被加工零部件进行电镀,驱动装置再将被加工零部件推出电镀液与研磨器配合或者与之相配的被加工零部件配合,供液装置将含磨料的符合工艺压力要求的电镀液或者含磨料的符合工艺压力要求的水溶液送入被加工零部件和研磨器的配合间隙处或者送入被加工零部件和与之相配的加工零部件的配合间隙处,驱动装置驱动被加工零部件或研磨器或同时驱动被加工零部件和研磨器对被加工零部件进行研磨,电镀和研磨循环进行,被加工零部件加工面得到电镀液中金属离子沉积,凸处电镀层被研磨去,周而复之,填凹去凸,被加工零部件之间的间隙公差逐渐减小,被加工零部件的形状公差逐渐减小,尺寸精度和光洁度逐渐提高,直至被加工零部件达到要求的精度。

    本发明的设备包括供液装置,驱动装置,电镀装置,回液装置,连接器,研磨器,夹具。供液装置向被加工零部件的配合间隙处或被加工零部件和研磨器的配合间隙处送入含磨料的符合工艺压力要求的电镀液(或含磨料的符合工艺压力要求的水溶液),连接器连接驱动装置和被加工零部件或研磨器。驱动装置驱动被加工零部件或研磨器进行同心旋转运动或同心往复运动或同心旋转运动和同心往复运动,对被加工零部件进行研磨。夹具用于夹持固定被加工零部件或研磨器。

    电镀液包括镀镍电镀液,镀铬电镀液,镀银电镀液等,应根据被加工零部件使用要求及材料成份选择。推荐选择低温区,中性镀镍电镀液,中性镀铬电镀液,中性镀银电镀液。

    磨料包括自润滑非水溶性磨料;高熔点、高硬度非水溶性磨料。非水溶性自润滑磨料包括石墨,二硫化钼,氮化硼等。高熔点、高硬度非水溶性磨料包括碳化硅,碳化铬,二氧化钛,金刚石等。二类磨料可单独使用,也可配合使用。推荐按体积比例混合使用。推荐非水溶性自润滑磨料50-80%,高熔点、高硬度磨料20-50%。实际使用时应根据被加工零部件的材料组织、材料硬度,被加工零部件要求的尺寸精度,光洁度、形状公差、间隙公差进行选择。磨料在电镀液中的体积含量值应在满足被加工零部件获得良好的润滑与研磨的前提下,宜取较小的值,推荐在3-25%的范围内选取。磨料在本发明中除起磨削、润滑作用外,还起着控制被加工零部件间隙公差,形状公差,尺寸公差,表面光洁度和隔离被加工零部件或隔离被加工零部件和研磨器的作用。磨料的粒度可按下式选择:M=KZ+X+V。 M--磨料粒度值,单位:微米。K--比例系数,被加工零部件配合加工时K=0.1-0.8,研磨器与被加工零部件配合加工时K=0.6-1。Z-配合间隙值,单位:微米,X-加工时电镀液工艺压力对间隙值产生的压变量,单位:微米。 V-加工时温度对间隙值产生的温差变量,单位:微米。

    电镀液工艺压力的选择应保证电镀液能够携带磨料进入被加工零部件之间的配合间隙处或进入被加工零部件和研磨器的配合间隙处。范围是被加工零部件和研磨器最小许用压力的0.1-80%。    

    驱动装置的驱动参数的选择范围:驱动力的选择是:大于或等于电镀液工艺压力的1.5倍,同心旋转运动速度是:0.1-25米/分,同心往复运动速度是:0.01-10米/分。取速度值时,应根据工艺压力,磨料含量值,磨料粒度,磨料的混合比,电镀沉积速度快慢,被加工零部件尺寸大小,被加工零部件要求的精度等多种因素确定驱动速度,即要保证电镀对被加工零部件凹处的沉积,又需及时研去被加工零部件凸点镀层。

    电镀参数的选择是,应使不同的被加工零部件快速稳定地获得良好的电镀层。推荐镀镍电流密度0.5-1.5A/dm2,镀铬电流密度30-50A/dm2

    工艺锥度值选择范围是0.1°-3°,实际应用时应根据被加工零部件的尺寸选择。直径大,长度长,选高值;直径小,长度短,选低值。

    驱动装置的作用是驱动被加工零部件或研磨器对被加工零部件进行研磨。当同时加工相对运动,相互配合的零部件时,如缸体和柱塞,要求驱动装置驱动配合加工零部件之间作相对的同心旋转运动和同心往复运动,进行相互研磨;当加工具有连续回转面的凹内型零部件时,如抛物面,要求驱动装置驱动研磨器或被加工零部件或同时驱动研磨器和被加工零部件作相对的同心旋转运动,对零部件抛物面的内腔进行研磨;当加工非连续回转面异状凹内形时,如椭园孔,要求驱动装置驱动研磨器或被加工零部件或同时驱动研磨器和被加工零部件作相对的作同心往复运动,对椭园孔进行研磨。上述举例概括的说,就是驱动装置加工不同的零部件时能够驱动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转运动或同心往复运动或同心旋转运动和同心往复运动,对被加工零部件进行研磨。当然还要有足够的驱动力和精度。能够达到上述要求的机械较多,都能作为驱动装置使用(或稍作改进),如气马达,精密车床,坐标镗床,坐标插床等。

    连接器的作用是连接驱动装置和研磨器或被加工零部件,当电镀电压及电流较大时,应绝缘连接,可采用绝缘垫或在接触面上喷一层绝缘树脂等方法。

    供液装置的作用是向被加工零部件之间的配合间隙处或被加工零部件和研磨器的配合间隙处送入含磨料的符合工艺压力要求的电镀液、或者送入含磨料的符合工艺压力要求的水溶液,供液装置包括储液池,压力表,输液管,搅拌器,输液管道将储液池,泵,压力表,被加工零部件的配合间隙处或被加工零部件和研磨器的配合间隙处连通。

    回液装置的作用是将被加工零部件之间的配合间隙处或研磨器和被加工零部件的配合间隙处中被压出的电镀液引回储液池,回液装置由回液管和单向阀组成。单向阀的开通压力等于电镀液工艺压力。也可利用电镀液自重回落到储液池内。

    电镀装置的作用是对被加工零部件进行电镀,电镀装置包括:电镀液、电镀电源发生器、阳极材料。电镀电源发生器的正级通过阳极材料与电镀液相连接,负级与被加工零部件相连接。当采用化学镀时,可省去电镀电源发生器。

    研磨器的作用是在驱动装置驱动下对被加工零部件进行研磨,可用难电镀材料制作,如铝棒加工成型后,经硬质阳极氧化处理。研磨器前部的形状与被加工零部件的加工面形状相配。如加工零部件上的园通孔时,研磨器前部外形是一园柱形;加工园柱形零部件时,研磨器前部是一个与园柱相配的园孔(可是通孔,也可是盲孔);加工零部件上的方形孔时,研磨器前部是与方形孔相配的方柱;加工方柱形零部件时,研磨器前部有与方柱形相配的方孔;加工喷油嘴时,研磨器前部外形是一个与喷油孔形状相配的园锥形;加工零部件上凹形抛物面时,研磨器前部外形是一个与凹形抛物面相配的凸外抛物形。

    工艺锥度的作用是平衡不均匀电镀沉积和引导电镀液对配合间隙处的渗入。

    图1是电镀和研磨同时进行,加工相对运动、相互配合精密零部件的工艺及设备示意图;

    图2是电镀和研磨同时进行,用研磨器配合加工精密零部件的工艺及设备示意图;

    图3是电镀和研磨循环进行,加工相对运动、相互配合精密零部件的工艺及设备示意图。

    下面结合实施例和附图对本发明的工艺及设备作进一步说明。

    实施例1、现以加工汽车盘式制动器的缸体和柱塞为例,对本发明的工艺及设备作进一步说明。要求的技术条件是:柱塞工作行程12毫米,缸体外径30毫米,缸体内径20+0.005毫米,柱塞直径20-0.0035-0.0075毫米,最大间隙值6.25微米,光洁度,设计使用工作压力0.75MPa,45#钢材,材料许用应力[σ]=140MPa。

    工艺参数的选择和确定:1、缸体的许用压力2、电镀液工艺压力P1=2%P=70×2%=1.4Mpa(大于使用工作压力0.75MPa)。3、驱动力=1.4×2=2.8Mpa。4、同心旋转运动速度2.5米/分。5、同心往复运动速度0.2米/分。6、工艺锥度值,长9毫米,倒角R0.1毫米,锥度45’。7、驱动行程:21毫米(使配合加工的缸体与柱塞不分离)。8、磨料粒度,M=0.42×6.25+20×103×0.2%×2%×50%+0=3微米。9、电镀液配方,氨基磺酸镍[Ni(NH2SO3)2·4H2O]322g/l,氯化镍(NiCl2·6H2O)30g/l,硼酸(H3BO3)34g/l,二硫化钼(MoS2)3um,200g/l,金刚石磨料3um,80g/l。10、电镀参数,脉冲电源参数,矩形波,平均电流密度0.7A/dm2,通断比1∶4,PH5.4,温度:室温。

    参照图1所示,供液装置包括储液池9,搅拌机11,泵10,输液管7,压力表3,搅拌机11设在储液池9内,输液管7将储液池9内的电镀液与缸体5(被加工零部件)连通,泵10,压力表3分别串连在输液管7上,泵10、压力表3和输液管7根据电镀液工艺压力(1.4MPa)配套。参照图1所示,回液装置包括单向阀4,回液管2,可调压力阀8,回液管2一端设在缸体5近旁的输液管7上,另一端与储液池9连通,单向阀4,可调压力阀8串连在回液管2上,单向阀4的开通压力应等于电镀液工艺压力1.4MPa,当驱动器15驱动柱塞14(被加工零部件)向前时(向图左),缸体5内压力增大,压迫单向阀4打开,缸体5内的电镀液经单向阀4,可调压力阀8回流到储液池9内。在储液池内设有磁铁16,用于吸附电镀液中的金属微粒。参照图1所示,柱塞14用连接器6与驱动器15相连接,采用的是绝缘连接,当电镀电压较小时,如电压<36V时,可不绝缘连接。夹具13将缸体5夹持固定。脉冲电源发生器12正级通过阳极材料与储液池9内电镀液相连接,负级与缸体5相连接。工艺锥度1如图1所示,工艺锥度1有利于电镀液进入缸体5与柱塞14的配合间隙处和平衡不均匀的电镀沉积。

    工艺步骤如下:效正好缸体5与柱塞14的同心度,开动搅拌机11搅拌电镀液,开动泵10向缸体5和柱塞14的配合间隙处送入压力为1.4MPa含磨料的电镀液,打开脉冲电源发生器12,对缸体5和柱塞14同时进行电镀,开动驱动器15,驱动器15驱动柱塞14在缸体5内按0.2米/分的速度进行同心往复运动和按2.5米/分的速度作同心旋转运动,缸体5和柱塞14相互研磨,电镀和研磨同时进行,缸体5和柱塞14的加工面得到电镀液中金属离子沉积,凸处电镀层被研磨去,填凹去凸,缸体5与柱塞14的间隙公差逐渐减小,缸体5和柱塞14的形状公差也逐渐减小,光洁度逐渐提高,直至达到要求的精度。同时,也因电镀层存在,提高了缸体5和柱塞14的耐磨性。对上述实施例加工的缸体和柱塞经检测,间隙值5微米,形状公差5微米,光洁度。

    实施例2,现以加工飞机操纵器中的逻辑控制缸为例,对本发明的工艺及设备作进一步说明。

    控制缸用20#钢制作,材料许用应力[σ]=110MPa,经渗碳处理。内径10.5+0.0015毫米,外径12.8毫米,直线度、园度0.0045毫米,光洁度,设计使用压力1MPa。

    工艺参数的选择和确定:1、控制缸的许用应力。2、电镀液工艺压力P1=10%P=2.4MPa(大于使用工作压力1MPa)。3、驱动力=2.4×3=7.2MPa。4、同心旋转运动速度1.5米/分。5、研磨头尺寸的确定:外径10.45毫米,与被加工零部件配合的间隙值为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、电镀液配方:铬酐(GrO3)250g/l,硫酸(H2SO4)2.5g/l,稀土添加剂(哈工大研制)1g/l,氮化硼(BN)26um,185g/1,碳化硅(SiC)26um,125g/l。8、电镀参数,电流30A/dm2,温度:35℃。

    参照图2所示,供液装置包括储液池1,储液池14,泵16,单向阀15,输液管21,泵16和单向阀15串连在输液管21上,泵16可将储液池1内的含磨料的电镀液泵入储液池14内,在储液池1底部装有一个磁铁2,用于吸附电镀液中的金属微粒,在储液池14上装有单向溢气阀11,当储液池14中的压力超过电镀工艺压力(2.4MPa)时,压迫单向溢气阀11打开,放出气体,降低储液池14中的压力。在机架22上设有回液孔24,当控制缸6(被加工零部件)和研磨器5相配的间隙处的电镀液被压出后,经回流孔24回流到储液池1内。本实施例采用的驱动装置是气马达17,气马达轴8中有一通孔,通孔中装有电镀阳极棒18,通孔一端与储液池14中的电镀液相通,另一端与研磨器5的内孔相通,研磨器5前部的研磨头的形状与控制缸6的加工面形状相配,研磨头壁上设有对称分布,同等大小的输液孔23,输液孔23有自动扶正(同心度)的作用。研磨器5采用难电镀材料制作,如铝棒加工成型后,经硬质阳极氧化处理,使其具有硬度高,难电镀的性能,研磨器5用螺母19(连接器)与气马达轴8连接,在气马达轴8前端有与螺母19相配的螺纹。电镀电源发生器20(电镀装置)正级与阳级棒18相接,负级与控制缸6相接。螺杆夹具3将控制缸6固定在机架22上。

    工艺步骤如下:开动泵16,将储液池1内的含磨料的电镀液送入储液池14内(可采用人工搅拌,使磨料均匀的分散在储液池1内),电镀液顺次经气马达轴8中的通孔,研磨器5上的内孔,输液孔23进入研磨器5和控制缸6相配的间隙处,打开气压调节开关12,压力气从气源装置7经输气管10,阳极棒18上的输气孔13进入储液池14,对电镀液加压并进行搅拌;利用加压的电镀液及研磨器5上输液孔23的自动扶正作用,在校正控制缸6与研磨器5的同心度后,螺杆夹具3将控制缸6固定在机架22上。打开电镀电源发生器20,对控制缸6进行电镀;打开气压调节开关9,压力气从气源装置7经输气管10到气马达17,推动气马达17按1.5米/分的同心旋转速度进行旋转,气马达轴8驱动研磨器5对控制缸6进行研磨,电镀和研磨同时进行,填凹去凸,控制缸6形状公差逐渐减小,光洁度逐渐提高,直至控制缸6达到要求的精度。用上述方法加工的控制缸经检测,内径10.5+0.0012毫米,直线度、园度0.0045毫米,光洁度。达到了要求的精度。

    实施例3,现以加工摩托车机油泵的蜗轮和壳体为例,对本发明的工艺及设备作进一步说明。

    蜗轮材料是20Gr,蜗轮配合外径12.5-0.0015-0.0035毫米,光洁度相关形状公差5微米,壳体材料为铸铝,配合内径12.5+0.0025毫米,光洁度相关形状公差5微米,外径22毫米,蜗轮与壳体最大间隙值3微米,设计使用工作压力0.15MPa,铸铝材料许用应力[σ]=66MPa。

    工艺参数选择和确定:(因采用配合加工,壳体材料强度小,应以壳体材料强度为基准)。2、电镀液工艺压力P1=2%P=50.16×2%=1MPa。(大于使用工作压力0.15MPa)。3、驱动力=1×2.5=2.5MPa。4、同心旋转运动速度2.5米/分。5、同心往复运动速度0.8米/分。6、电镀和研磨间隔时间,前段时间:电镀3-4分钟,研磨1-2分钟;后段时间:电镀0.5分钟,研磨3-4分钟(因采用电镀和研磨循环进行)。7、磨料粒度M=0.6×3+12.5×0.2%×2%×50%×103+0=2.05微米。8、电镀液配方,硫酸镍(NiSO4·7H2O)310g/l,氯化镍(NiCl2·6H2O)50g/l,硼酸(H3BO3)40g/l,二硫化钼(MOS2)2um,370g/l,碳化硅(SiC)2um,80g/l。9、电镀参数,电流密度1A/dm2,温度:20℃

    参照图3所示,供液装置包括储液池1,输液管21,泵20,泵20安装在输液管21上,输液管21一端与储液池1内的电镀液相通,另一端与壳体23(相配的被加工零部件)内腔相通。在储液池1内设有磁铁6,用于吸附电镀液中的金属微粒。回流装置包括回液管24,单向阀22,单向阀22安装在回液管24上,其开通压力等于电镀液工艺压力(1MPa)。回液管24一端与储液池1内的电镀液相通,另一端连接在输液管21上,与壳体23内腔相通。驱动器13驱动蜗轮19(被加工零部件)在壳体23内进行同心往复运动时,壳体23内压力增大,压迫单向阀22打开,电镀液经回液管24流回到储液池1内,当壳体23与蜗轮19的间隙较大时,电镀液可从间隙处被压出,直接回流到储液池1内,壳体23用螺杆夹具25固定在储液池盖4上。驱动轴9上设有搅拌片16,搅拌片16随驱动轴9上下和旋转运动对电镀液进行搅拌。连接器由部件连接头26,螺钉18,螺母17构成,在驱动轴9前端有一个与连接头26相配的锥形孔,连接头26后部装在锥形孔中,在驱动轴9前端有与螺母17相配的螺纹,螺母17将连接头26固定在驱动轴9前端,螺钉18将连接头26和蜗轮19连接。在驱动器13上的部件12上设有速度表10和压力表11,用于观察驱动力和同心旋转运动的速度。在驱动器13上的部件14上设有压力表7和速度表8,用于观察驱动力和同心往复运动的速度。电镀电源发生器5负级与储液池1相接,正级与阳级棒2相接,阳极棒2与储液池盖4之间设有绝缘垫3,用于绝缘。密封圈15用于密封,以免电镀液渗漏。

    工艺步骤如下:效正蜗轮19与壳体23的同心度,将蜗轮19降入电镀液内,打开电镀电源开关,按工艺参数对蜗轮19进行电镀后,驱动器13将蜗轮19推出电镀液与壳体23配合。打开泵20,向蜗轮19和壳体23的间隙处送入压力为1MPa含磨料的电镀液,启动驱动器13,驱动蜗轮19在壳体23内按0.8米/分的速度作同心往复运动和按2.5米/分的速度作同心旋转运动,对壳体23及本身(蜗轮)进行研磨,至工艺时间,再将蜗轮19降入电镀液内进行电镀,电镀和研磨循环进行,直至蜗轮19和壳体23达到要求的精度。如果分开加工壳体23或蜗轮19时,或加工其它精密零部件时,安放壳体23的位置应是研磨器,对研磨器不需要电镀,可采用向研磨器和蜗轮19相配的间隙处或研磨器与其它被加工零部件相配的间隙处供入含磨料的符合工艺压力要求的电镀液或含磨料的符合工艺压力要求的水溶液,进行电镀和研磨循环加工。如果被加工的零部件之间硬度相差较大时,被加工零部件在含有磨料的电镀液中进行电镀后,可直接与相配的零部件或研磨器进行配合研磨,电镀和研磨循环进行,直至达到要求的精度。

    用上述方法加工壳体和蜗轮经检测,完全达到精度要求,供压和计量技术指标超过日本同类产品2.3倍,最高达3.4倍。

    上述实施例并非本发明的全部内容,可根据本发明的思想作不同的改进,如可采用两台驱动装置同时驱动被加工零部件或被加工零部件和研磨器进行研磨。又如,在批量加工时,对连接器稍作改进,一台驱动装置可同时驱动两个或两个以上的被加工零部件和与之相配的被加工零部件(或研磨器)进行相互研磨,这些改进同样是本发明的范围。

    本发明具有如下优点:1、设备少,除驱动装置要求精度高,价格较贵外,其余设备价格都很低,一套设备可加工多种零部件;2、加工的零部件精度高,互换性好,特别是加工凹内形零部件比现有技术提高数倍;3、加工工序减少近一半;4、提高了零部件的耐磨性。

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本发明公开了一种用电镀液加工精密零部件的方法和设备,特征是将被加工零部件或被加工零部件和研磨器配合,供液装置将含磨料的符合工艺压力要求的电镀液送入它们之间的配合间隙处,电镀装置对被加工零部件进行电镀,驱动装置驱动被加工零部件或研磨器对被加工零部件进行研磨,电镀和研磨同时进行,使被加工零部件加工面填凹去凸,直至达到要求的精度。本发明还公开了电镀和研磨循环进行的加工方法和设备。 。

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