CN105506678B - 大型复杂结构件电铸机床及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型复杂结构件电铸机床及方法，属于电铸加工领域。该机床的特点在于：采用龙门式电极运动机构，在电铸槽上方沿导轨前后移动；采用上下槽结构，前处理槽和电铸槽放置在储液槽上方，上槽用于前处理和电铸加工，下槽用于储存电铸液，节省了空间，使布局更加紧凑，便于储液槽、循环系统和电铸槽之间的连接，并且电铸液不易被污染，维护简单；本机床改善了阴极运动方式，使得阴极芯模不仅可以单一的作平动或旋转，还可以作平动和旋转的复合运动。
Description
技术领域
本发明中大型复杂结构件电铸机床及方法，主要用于实现大型复杂结构件的电铸加工，属于电铸加工领域。
背景技术
在航空航天等领域，电铸技术在大型结构件制造中有着重要的应用。其中液氢液氧火箭发动机推力室身部的制造是电铸最重要的应用之一。此外，电铸技术目前还应用于大型压力容器、大型反光零部件等的制造。
目前电铸设备和机床大都采用槽式电铸，将电铸芯模和阳极通过挂具垂直挂在电铸槽内进行电铸。在槽式电铸中，电铸液用量大，容易被污染，维护困难；电极很难精确定位和移动，在精密的电铸成形中表现出很多的局限性。
电铸机床作为实施电铸工艺的必需载体，但现有的电铸机床设备存在工艺类型及工艺实施方式单一、自动化程度不高、操作繁琐等不足，电铸过程中电铸层容易产生缺陷、电铸层均匀性差，在一定程度上制约了电铸技术的发展和应用的扩大。因此有必要改革传统的电铸方式，设计新型的电铸机床，提高电铸零件的成形精度和效率，扩展电铸技术的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够满足大型复杂结构件电铸加工要求的电铸机床及方法。
一种大型复杂结构件电铸机床，其特征在于：
该电铸机床包括通过导轨支架安装于基座的导轨；
该电铸机床还包括位于导轨中间的用于前处理和电铸加工的上槽，以及用于储存电铸液的下槽；其中上槽从前向后依次包括清洗槽、前处理槽、电铸铜槽和电铸镍槽；其中下槽从前向后依次包括电铸铜储液槽和电铸镍储液槽；
该电铸机床还包括安装于导轨上位于所述上槽上方的龙门横板；
龙门横板上还安装有十字运动平台；十字运动平台通过X方向伺服电机和Y方向伺服电机驱动；十字运动平台上通过连接架安装阴极夹具，阴极芯模安装于阴极夹具上。
该电铸机床还包括加热及温度控制设备，所述加热及温度控制设备与电铸铜储液槽、电铸镍储液槽相连。
根据所述的大型复杂结构件电铸机床的电铸方法，其特征在于包括以下过程：
龙门横板沿导轨前后移动，其上的十字运动平台在两个伺服电机的驱动下作平面运动，另外阴极芯模可以作旋转运动，从而实现平动加旋转的复合运动；
前处理时，首先将阴极芯模放入清洗槽，用水冲洗表面以去除表面杂质，之后将阴极芯模放入前处理槽进行前处理以去除表面油污、氧化层等;
电铸时，电铸液需要在储液槽中进行循环加热，加热由加热及温度控制设备控制，以达到试验加工所要求的温度，然后，电铸液通过循环泵从储液槽中抽出，从电铸槽的底部流入，再从电铸槽顶部溢出溢流区，最后从出液口回流至储液槽。
本发明的有益效果在于：采用上下槽结构，电铸液在储液槽中加热，通过循环泵流入电铸槽单元后流回储液槽，形成相对密封的循环系统，节省了空间，使布局更加紧凑，便于储液槽、循环系统和电铸槽之间的连接，并且电铸液不易被污染；传统电铸，阴极芯模和阳极静止挂在电铸槽内进行电铸，电铸层容易产生缺陷、电铸层均匀性差，本发明的阴极芯模可以实现平动加旋转的复合运动，可以获得表面平整光亮、电铸层均匀、组织致密的电铸层。
附图说明
图1是大型复杂结构件电铸机床的结构示意图；
图2是龙门式运动机构示意图；
图3是上下槽结构示意图；
图中标号名称：1、铜电铸液循环泵，2、镍电铸液循环泵，3、导轨支架，4、导轨，5、电铸镍储液槽，6、电铸铜储液槽，7、加热及温度控制设备，8、前处理槽，9、清洗槽，10、电铸铜槽，11、电铸镍槽，12、阴极芯模，13、阴极夹具，14、控制柜，15连接架，16、十字运动平台，17、X方向伺服电机,18、Y方向伺服电机，19、龙门横板。
具体实施方式
图1是大型复杂结构件电铸机床的结构示意图。本机床包括: 铜电铸液循环泵1、镍电铸液循环泵2、导轨支架3、导轨4，电铸镍储液槽5、电铸铜储液槽6、加热及温度控制设备7、前处理槽8、清洗槽9、电铸铜槽10、电铸镍槽11、阴极芯模12、阴极夹具13、控制柜14、连接架15、十字运动平台16、X方向伺服电机17、Y方向伺服电机18、龙门横板19。
龙门式运动机构整体在电铸槽上方沿导轨4前后移动，其中十字运动平台16在两个伺服电机17、18驱动下作平面运动，另外阴极芯模12可以作旋转运动，从而实现平动加旋转的复合运动。
采用上下槽结构，清洗槽9、前处理槽8、电铸铜槽10、电铸镍槽11放置在电铸铜储液槽6和电铸镍储液槽5的上方。上槽用于前处理和电铸加工，下槽用于储存电铸液，节省了空间，使布局更加紧凑，便于储液槽、循环系统和电铸槽之间的连接，并且电铸液不易被污染，维护简单。
Claims (2)
1.一种大型复杂结构件电铸机床，其特征在于：
该电铸机床包括通过导轨支架(3)安装于基座的导轨(4)；
该电铸机床还包括位于导轨中间的用于前处理和电铸加工的上槽，以及用于储存电铸液的下槽；其中上槽从前向后依次包括清洗槽(9)、前处理槽(8)、电铸铜槽(10)和电铸镍槽(11)；其中下槽从前向后依次包括电铸铜储液槽(6)和电铸镍储液槽(5)；
该电铸机床还包括安装于导轨(4)上位于所述上槽上方的龙门横板(19)；
龙门横板(19)上还安装有十字运动平台(16)；十字运动平台(16)通过X方向伺服电机(17)和Y方向伺服电机(18)驱动；十字运动平台(16)上通过连接架(15)安装阴极夹具(13)，阴极芯模(12)安装于阴极夹具(13)上；
该电铸机床还包括加热及温度控制设备(7)，所述加热及温度控制设备(7)与电铸铜储液槽(6)、电铸镍储液槽(5)相连。
2.根据权利要求1所述的大型复杂结构件电铸机床的电铸方法，其特征在于包括以下过程：
龙门横板(19)沿导轨(4)前后移动，其上的十字运动平台(16)在两个伺服电机的驱动下作平面运动，另外阴极芯模(12)可以作旋转运动，从而实现平动加旋转的复合运动；
前处理时，首先将阴极芯模(12)放入清洗槽(9)，用水冲洗表面以去除表面杂质，之后将阴极芯模(12)放入前处理槽(8)进行前处理以去除表面油污、氧化层；
电铸时，电铸液在电铸镍储液槽(5)、电铸铜储液槽(6)中进行循环加热，加热由加热及温度控制设备(7)控制，以达到试验加工所要求的温度，然后，电铸液通过循环泵从储液槽中抽出，从电铸铜槽(10)、电铸镍槽(11)的底部流入，再从电铸铜槽(10)、电铸镍槽(11)的顶部溢出溢流区，最后从出液口回流至电铸镍储液槽(5)、电铸铜储液槽(6)。
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