CN103382569B - 铝活塞硬质阳极氧化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝活塞硬质阳极氧化设备，该设备采取局部密封的措施，对铝活塞的环槽或顶部进行阳极氧化处理。本发明运行可靠，故障率低，工艺先进，通用性强，只需根据被氧化的活塞大小，更换不同的模具即可满足不同活塞的阳极氧化，实现了全自动运行，大大降低了操作人员的劳动强度，保证了氧化层的质量，极大地提高活塞的抗磨性能和顶部抗高温性能。

Description

铝活塞硬质阳极氧化设备

技术领域：

本发明涉及一种阳极氧化设备，具体涉及一种铝活塞环槽或顶部硬质阳极氧化设备。

铝有“20世纪的金属”之称，它的最大优点是重量轻，铝和铝合金还具有较高的机械强度、易于加工、导热性和导电性优良、无磁性等一系列优点，因此被广泛地用在航空、日用五金、仪器仪表及机器制造等行业。铝及其合金表面很容易生成一层极薄的氧化膜，在大气中有一定的抗蚀能力，但这层氧化膜是非晶的，它使铝件表面失去原有的光泽，且膜层疏松多孔，抗蚀能力不强，还极易沾染上污渍。为了提高铝零件的防腐蚀能力，增加零件耐磨性，铝及铝合金制品通常需要进行硫酸阳极氧化处理或硬质阳极氧化处理。

背景技术：

在汽车行业，目前绝大部分活塞仍旧采用铝合金材质。活塞长期工作在摩擦和高温环境之中。为了改善活塞的使用性能，人们正在采用多种工艺方法，比如：磷化、在活塞摩擦副表面涂石墨、表面镀锡、在环部镶嵌铸铁镶圈、采用钢材质活塞等等。近年来，国内外又把阳极氧化技术应用到铝活塞上，对铝活塞局部进行阳极氧化，如对顶部燃烧室氧化，可以提高燃烧室部位的抗高温性能，对活塞环槽进行氧化，可极大地提高活塞的抗磨性能和头部抗高温性能。

发明内容：

本发明提供了一种运行可靠，操作简单，选择性灵活，工艺先进的阳极氧化设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种铝活塞硬质阳极氧化设备，由骨架(1)、防护系统(2)、啮合夹具(3)、模具(4)、阳极氧化电源(5)、电气控制系统(6)、辅机保护槽(7)、氧化槽(8)、活化槽(9)、水洗槽(10)、清洗槽(11)、漂洗槽(12)、管路系统(13)、主机保护槽(14)、氧化液冷却系统(15)、冷凝除雾装置(16)、分配阀(17)、流体输送自动控制系统(18)、照明装置(19)、脚踏板(20)等组成。其特征在于：在模具(4)和活塞之间经进气口(29)通压缩空气到密封圈(28)而局部密封的措施，通过流体输送控制系统(18)在该密闭空间内吸入、流过、排空各种药液，同时，由阳极氧化电源(5)控制通断电，对活塞的环槽或顶部活化、氧化、清洗等工艺。

每两个模具(4)配一套啮合夹具(3)，用于夹紧模具并与活塞连接而形成阳极。啮合夹具(3)由阴极板(21)、压紧头(22)、回转夹紧气缸(23)、翻转机构(24)组成。配备电气控制系统(6)，该设备所有动作通过PLC控制，可以自动运行。设有氧化液冷却系统(15)，用于保证氧化槽(8)中的氧化液的温度。设有冷凝除雾装置(16)，用于处理废气和废液雾气。设有分配阀(17)。流体输送自动控制系统(18)由流量计(25)、角座阀(26)、塑料隔膜泵(27)等组成。在槽体下部设有辅机保护槽(7)。在主机下部设有主机保护槽(14)。设有防护系统(2)，确保人身安全。

人工将活塞放入模具(4)，回转夹紧气缸(23)启动，夹紧活塞，再向模具(4)和活塞之间经进气口(29)通压缩空气到密封圈(28)而局部密封的措施，使密封圈(28)箍紧活塞，在活塞与模具之间形成局部密闭的阳极氧化空间，并与分配阀(17)、流体输送控制系统(18)和槽体连通。然后，翻转机构(24)启动，将模具(4)和啮合夹具(3)及活塞整体倾斜一定的角度(以便各种药液能在重力的作用下自动流回槽体)。

此时，分配阀(17)首先与活化槽(9)连通，流体输送控制系统(18)自动从活化槽(9)中抽取药液，对密闭空间内的活塞部位进行活化处理；然后，分配阀(17)与水洗槽(10)连通，流体输送控制系统(18)自动从水洗槽(10)中抽取药液对密闭空间内的活塞部位进行水洗；然后，分配阀(17)与氧化槽(8)连通，流体输送控制系统(18)自动从氧化槽(8)中抽取药液，同时，阳极氧化电源(5)启动，对密闭空间内的活塞部位进行阳极氧化处理；然后，分配阀(17)与清洗槽(11)连通，流体输送控制系统(18)自动从清洗槽(11)中抽取药液对密闭空间内的活塞部位进行清洗；然后，分配阀(17)与漂洗槽(12)连通，流体输送控制系统(18)自动从漂洗槽(12)中抽取药液对密闭空间内的活塞部位进行漂洗；每个工艺工程完成后，角座阀(26)打开，通过重力作用将模具与管路中的药液排除，避免窜液。

工艺过程结束，由人工下料。

附图说明：

图1、本发明主视图

图2、本发明俯视图

图3、本发明侧视图

图4、本发明啮合机构简图

图5、本发明流体输送控制系统简图

图6、槽体简图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步详述：

该铝活塞硬质阳极氧化设备包括：骨架(1)、防护系统(2)、啮合夹具(3)、模具(4)、阳极氧化电源(5)、电气控制系统(6)、辅机保护槽(7)、氧化槽(8)、活化槽(9)、水洗槽(10)、清洗槽(11)、漂洗槽(12)、管路系统(13)、主机保护槽(14)、氧化液冷却系统(15)、冷凝除雾装置(16)、分配阀(17)、流体输送自动控制系统(18)、照明装置(19)、脚踏板(20)等。

人工将活塞放入模具(4)，回转夹紧气缸(23)启动，夹紧活塞，再向模具(4)和活塞之间经进气口(29)通压缩空气到密封圈(28)而局部密封的措施，使密封圈(28)箍紧活塞，在活塞与模具之间形成局部密闭的阳极氧化空间，并与分配阀(17)、流体输送控制系统(18)和槽体连通。然后，翻转机构(24)启动，将模具(4)和啮合夹具(3)及活塞整体倾斜一定的角度。

此时，分配阀(17)处于原位，与活化槽(9)连通，流体输送控制系统(18)自动从活化槽(9)中抽取药液，对密闭空间内的活塞部位进行活化处理；活化过程结束，角座阀(26)打开，模具(4)与管路中的活化液通过重力作用回到活化槽(9)。

然后，分配阀(17)的旋转轴旋转72°，与水洗槽(10)连通，流体输送控制系统(18)自动从水洗槽(10)中抽取药液对密闭空间内的活塞部位进行水洗；水洗过程结束，角座阀(26)打开，模具(4)与管路中的水洗液通过重力作用回到水洗槽(10)。

然后，分配阀(17)的旋转轴再旋转72°，与氧化槽(8)连通，流体输送控制系统(18)自动从氧化槽(8)中抽取药液流过活塞与模具(4)之间的密闭空间。同时阳极氧化电源(5)启动，对该密闭空间内的活塞部位进行阳极氧化处理，氧化过程结束，角座阀(26)打开，模具(4)与管路中的氧化液通过重力作用回到氧化槽(8)。

然后，分配阀(17)的旋转轴再旋转72°，与清洗槽(11)连通，流体输送控制系统(18)自动从清洗槽(11)中抽取药液，对密闭空间内的活塞部位进行清洗，清洗过程结束，角座阀(26)打开，模具(4)与管路中的清洗液通过重力作用回到清洗槽(11)。

然后，分配阀(17)的旋转轴再旋转72°，与漂洗槽(12)连通，流体输送控制系统(18)自动从漂洗槽(12)中抽取药液对密闭空间内的活塞部位进行漂洗，漂洗过程结束，角座阀(26)打开，模具(4)与管路中的漂洗液通过重力作用回到漂洗槽(12)。

最后，分配阀(17)的旋转轴再旋转72°，回到原位。

工艺过程结束，由人工下料。

阳极氧化电源(5)，其开关整流器全部采用高频软开关电解整流器，采用(N+1)多模块冗余技术设计方案，均流系数高，即使在其中一个模块出现故障的情况下，设备也能完全满负载工作。高频软开关电解整流器采用的控制方式为谐振式，可有效地减少整流器对网侧供电电源产生的谐波污染，可大大减少电力变压器和供电线路的发热损耗，极大的提高了供电设备的安全性和运行效率。

主机保护槽(14)和辅机保护槽(7)。可以保证强腐蚀的活化液和氧化液不至于泄露到地面和其它地方而污染环境。

本发明全过程由PLC程序控制，运行可靠，故障率低，工艺先进。该设备通用性强，只需根据被氧化的活塞大小，更换不同的模具即可满足不同活塞的阳极氧化，完全实现了全自动运行，大大降低了操作人员的劳动强度，保证了氧化层的质量。

Claims (3)

1.一种铝活塞硬质阳极氧化设备，由骨架(1)、防护系统(2)、啮合夹具(3)、模具(4)、阳极氧化电源(5)、电气控制系统(6)、辅机保护槽(7)、氧化槽(8)、活化槽(9)、水洗槽(10)、清洗槽(11)、漂洗槽(12)、管路系统(13)、主机保护槽(14)、氧化液冷却系统(15)、冷凝除雾装置(16)、分配阀(17)、流体输送自动控制系统(18)、照明装置(19)、脚踏板(20)、废液回收处理系统(30)组成，其特征在于：在所述模具(4)上有进气口(29)、密封圈(28)，所述设备上设有所述流体输送控制系统(18)和所述阳极氧化电源(5)，每两个所述模具(4)配一套啮合夹具(3)，所述啮合夹具(3)由阴极板(21)、压紧头(22)、回转夹紧气缸(23)、翻转机构(24)组成，所述流体输送自动控制系统(18)由流量计(25)、角座阀(26)、塑料隔膜泵(27)组成。

2.根据权利要求1所述铝活塞硬质阳极氧化设备，其特征在于：在槽体下部设有辅机保护槽(7)。

3.根据权利要求2所述铝活塞硬质阳极氧化设备，其特征在于：在主机下部设有主机保护槽(14)。