CN220503260U - 一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及深孔电镀领域，公开了一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，包括下模、上模、移动阳极、镀液循环组件及机架；下模上方的机架上设有竖向导轨，移动阳极、上模可移动的连接在导轨上，镀液循环组件包括注液端和回液端；下模与注液端连通用于对管状工件的底端进行装夹同时向其内注入镀液；上模与回液端连通用于对管状工件的顶端进行装夹同时对镀液进行导流；移动阳极在导轨的导向下穿过上模在管状工件的内孔中竖向往复移动。本实用新型可解决现有的深孔镀铬方式主要适用于内孔不深的工件，以及有外表面电镀需求的内孔不深的工件，而对于只有内孔内壁电镀需求的深孔工件，则无法仅在深孔内壁形成厚度均匀且力学性能优异镀层的问题。

Description

一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备

技术领域

本实用新型涉及深孔电镀领域，具体涉及一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备。

背景技术

在电镀过程中，电流、溶液的流速、流量、温度、溶液成分和阳极都是影响电镀质量的关键因素，而对于工件的内孔、深孔进行内壁电镀，这些关键因素造成的质量影响尤为重要。现有深孔镀铬技术主要采用全浸内孔镀铬和流动内孔镀铬，目前这几种方法进行内孔镀铬的特点如下。

1.全浸内孔镀铬：此种方式是将阳极安装在工件中心，然后将工件全浸至槽内，将整流器连通阴阳极，开始电镀。电镀过程中阳极固定不动，溶液不流动(或者流动不可控制流速)。

此种方式存在的主要问题包括：

①由于工件的特性是细长深孔，阳极供电是在一头导入，电流会损耗，所以会导致电流一端较大，另一端较小，电镀出来产品镀层一端厚另一端薄。

②在电镀过程中阴极会产生大量的氢气，由于深孔工件细又长，气体不容易溢出来，在内孔溶液中产生气泡，由于气体电阻与液体电阻不一致，所以会出现深孔内镀层厚薄不一致，随着电流的加大，反应产生的气体增多，厚薄的差距也会加大。

③由于工件完全浸没在电镀液中，工件外表面也会形成镀层，造成不必要的浪费。

④由于槽体溶液是敞开式的，而铬酐溶液易挥发，对工作人员的健康与环境造成危害。

⑤由于在电镀的过程中阳极是固定不动的，当厚度达到一定程度后镀层由于内应力集中，当使用过程受到高速冲击时镀层容易脱落。

2.流镀内孔镀铬：此种方式是将阳极安装在工件内孔中心，然后让溶液从下往上流过工件内孔，将整流器连通阴阳极，开始电镀。电镀过程中阳极固定不动，溶液流动(可控制流速)。

此种方式存在的主要问题包括：

①由于工件的特性是细长深孔，阳极供电是在两头导入，电流会沿内孔长度方向损耗，对于内孔长、精度高的工件，会导致电流在两端较大、中间较小，电镀出来产品镀层两端厚，中间薄。

②由于在电镀的过程中阳极是固定不动的，当厚度达到一定程度后铬层由于内应力集中，当受到高速冲击时镀层容易脱落。

综上可知，现有的深孔镀铬方式主要适用于内孔不深的工件，以及有外表面电镀需求的内孔不深的工件，而对于只有内孔内壁电镀需求的深孔工件，则无法仅在深孔内壁形成厚度均匀且力学性能优异的镀层。尤其对于军用产品，如枪管、炮管等管件，其内孔深度长，使用条件苛刻，对内部镀层的稳定性、均匀性要求极高，稍有镀层不均匀或不稳定的情况，在使用过程中都会存在影响炮弹顺利发射的风险，甚至炮弹炸膛的风险，如何解决这类工件的深孔高质量电镀是现目前相关生产厂家急需突破的难题。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，以解决现有的深孔镀铬方式主要适用于内孔不深的工件，以及有外表面电镀需求的内孔不深的工件，而对于只有内孔内壁电镀需求的深孔工件，则无法仅在深孔内壁形成厚度均匀且力学性能优异镀层的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，包括下模组件、上模组件、移动阳极组件、镀液循环组件及机架；下模组件固定在机架的下部，下模组件上方的机架上设有竖向移动导向组件，移动阳极组件、上模组件从上至下依次可移动的连接在竖向移动导向组件上，镀液循环组件包括注液端和回液端；下模组件与注液端连通，下模组件用于对管状工件的底端进行装夹的同时可向其内孔中注入镀液；上模组件与回液端连通，上模组件用于对管状工件的顶端进行装夹的同时可对内孔中排出的镀液进行导流；移动阳极组件在竖向移动导向组件的导向下穿过上模组件在管状工件的内孔中竖向往复移动。

优选的，作为一种改进，移动阳极组件包括移动底座，移动底座上固定有拉杆座，拉杆座的底端可拆卸连接有阳极拉杆，阳极拉杆的底端可拆卸连接有阳极杆。

优选的，作为一种改进，拉杆座上端套设有上绝缘套，上绝缘套连接在滑座上，上绝缘套内孔为上小下大的锥孔，拉杆座上端设有锥杆段，锥杆段插入上绝缘套的锥孔中，拉杆座顶端穿过上绝缘套并用限位件支撑在上绝缘套上方。

优选的，作为一种改进，阳极杆的上、下两端均连接有扶正套，扶正套均为上、下两头呈圆台形、中部呈柱状的纺锤型，扶正套的两头圆台段长度均大于中部柱状段长度，两个扶正套中部柱状段直径相同，扶正套上均设有镀液过渡结构。

优选的，作为一种改进，扶正套的上端圆台锥度小于下端圆台度，位于阳极杆上端的扶正套其两端圆台锥度均小于阳极杆下端的扶正套的两端圆台锥度。

优选的，作为一种改进，上模组件包括移动底座和上模，上模中部设有上、下两端均开口的镀液腔，上模侧端设有与镀液腔连通的回流口，回流口与回液端连通，上模外套接有下绝缘套，上模、下绝缘套均连接在移动底座上。

优选的，作为一种改进，上模底端设有喇叭状的导向孔，导向孔的顶端设有插孔，插孔顶端与镀液腔之间连通有过孔，插孔与过孔之间嵌放有密封圈，插孔中插接有上延长管，上延长管的底端为锥管状的插接头。

优选的，作为一种改进，下模组件包括下模座、下模芯，下模座上方架设有回收槽，下模芯呈柱状，下模芯竖向穿设在回收槽中部，下模芯中部设有连接孔，连接孔内可拆卸连接有下延长管，下延长管的顶端设有用于插接管件的插槽，连接孔底部连接有贯穿下模芯的进液孔，进液孔与注液端连通。

优选的，作为一种改进，镀液循环组件包括镀液槽，镀液槽连通有进液管和回液管组成的循环管路，循环管路上连接有循环泵和流量控制机构，进液管远离镀液槽的一端作为注液端，回液管远离镀液槽的一端作为回液端。

优选的，作为一种改进，多个适用于内孔、深孔专用的电镀设备呈直线、弧线或圆形并排分布。

本实用新型的原理是：实际应用时，机架为各个组件提供结构支撑，可进行竖向的管件内孔电镀加工。管件竖向放置，底端通过下模组件中的下延长管进行定位，顶端通过上模组件中的上延长管进行定位，下模组件位置固定，上模组件在竖向移动导向组件的辅助下竖向移动调节向下压紧管件，镀液槽内的镀液在循环泵作用下进入进液管，再从下模组件的下模芯底端向上依次流经下延长管、管件、上延长管、上模镀液腔后再从回液管回到镀液槽，流量控制机构用于针对不同尺寸的管件进行镀液流量的控制。电镀电源通过整流后阴极与管件连接，阳极与移动阳极组件连接，移动阳极组件在竖向移动导向组件的辅助下竖向升降移动，下降过程中移动底座、拉杆座保持阳极压杆及阳极杆的稳定，阳极杆穿过上模、上延长管进入管件内孔中，往复升降过程中阳极杆在上延长管与下延长管中间反复升降，扶正套确保阳极杆在内孔中移动的稳定性，在管件内孔中通过移动的阳极和流动的镀液对内孔表面进行全面、均匀的电镀，配合上延长管和下延长管确保管件内孔长度方向各个区域的镀层厚度均匀，避免镀层应力集中。

本实用新型的优点包括：

1)相较于全浸内孔镀铬，本实用新型的移动流动镀铬通过阳极的移动解决了电流分布不均匀导致的厚薄不一致问题。通过溶液的流速控制，解决了因阴极产生气体排出不顺畅的问题和温度不均匀的问题。由于溶液是在内孔内流动，基本是在密闭空间内所以溶液的挥发会大大减少，并且不会对工作人员和环境造成危害。

2)相较于流动内孔镀铬，本实用新型提供的技术方案进行移动流动镀铬通过阳极的移动解决了电流分布不均匀导致的厚薄不一致问题。

3)由于阳极是往返运动的，镀层是一层一层镀上去的，故镀铬层应力不会集中在一处，所以结合力会比现有技术的结合力更好。

3)与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案进行移动流动镀铬具有适用范围更广、内孔精度更高、合格率更高、结合力更好、占地面积小等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中下模组件的结构示意图。

图3为图2中A处的放大视图。

图4为本实用新型实施例中上模组件的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中移动阳极组件的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中上扶正套、下扶正套与阳极杆连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、下模组件2、下模座201、回收槽202、下延长管203、插槽204、下模芯205、下绝缘套206、密封垫207、供液法兰209、压板210、卡台221、回收口222、螺纹段231、卡槽251、上模组件3、压紧套301、导向通孔302、阀孔303、长螺栓304、上绝缘套305、镀液腔306、上模307、导向孔309、上延长管310、插接头311、回流口314、移动阳极组件4、阳极绝缘套401、拉杆座402、同心夹头403、限位套404、阳极拉杆405、上扶正套406、下扶正套407、阳极杆408、管件5、移动底座6、隔板601、侧板602、底板603、电机604、主动齿轮605、镀液槽701、回液管702、进液管703、循环泵704、流量控制器705、电源8、导轨9。

实施例基本如附图1所示：一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，包括下模组件2、上模组件3、移动阳极组件4、镀液循环组件及机架1。机架1包括支撑平台和焊接在支撑平台上的支撑架，支撑架上螺栓连接有竖向的导轨9作为竖向移动导向组件。

下模组件2固定在支撑平台上，用于对管状工件的底端进行装夹的同时可向其内孔中注入镀液。如图2、图3所示，下模组件2包括下模座201、下模芯205，下模座201螺栓固定在支撑平台上，下模座201上方架设有回收槽202，回收槽202中部一体成型有向上凸起的环形的卡台221，卡台221内孔贯穿回收槽202，下模座201上设有与卡台221内孔同轴的过孔，卡台221外侧的回收槽202开设有回收口222。下模芯205呈柱状，下模芯205顶端边缘向外翻折形成可扣合在卡台221上的环形的卡槽251，下模芯205竖向插放在卡台221内孔、过孔中，下模芯205下部设有外螺纹，下模芯205上螺纹连接有环形的压板210，卡槽251、压板210从上、下两端将下模芯205固定在回收槽202和下模座201上。压板210与下模座201之间、下模芯205与卡台221内孔、过孔之间均设有套在下模芯205上的下绝缘套206。下模芯205中部开设有连接孔，连接孔底部连通有贯穿下模芯205的进液孔。连接孔上段为阶梯孔、下段为螺纹孔，连接孔内可拆卸连接有下延长管203。下延长管203的顶端设有用于插接管件5的插槽204，下延长管203下段设有台阶，台阶下方的下延长管203上设有螺纹段231，螺纹段231可与螺纹孔连接，阶梯孔底部和螺纹孔中部均设有密封圈，密封圈从螺纹段231的两端提供密封。

移动阳极组件4、上模组件3从上至下依次可移动的连接在导轨9上，上模组件3用于对管状工件的顶端进行装夹的同时可对内孔中排出的镀液进行导流。如图4所示，上模组件3包括移动底座6和一体成型的圆柱块状的上模307，上模307顶端一体成型有法兰盘作为连接结构，上模307中部设有镀液腔306，上模307顶端中部设有与镀液腔306连通的开口，上模307侧端开设有与镀液腔306连通的回流口314。上模307底端设有喇叭状的导向孔309，导向孔309的顶端设有竖向直筒状的插孔，插孔顶端与镀液腔306之间连通有过孔，过孔顶部呈漏斗状、中部呈直筒状、底部呈喇叭状。插孔与过孔之间嵌放有密封圈，密封圈的内径小于插孔的内径。插孔中插接有上延长管310，上延长管310下端为锥管状的插接头311。

结合图4所示，移动底座6包括底板603、以及垂直焊接固定在底板603上端的两个侧板602，两个侧板602平行设置，两个侧板602之间垂直焊接固定有竖向的隔板601。导轨9位于两个侧板602之间，侧板602上均螺栓连接有滚轮架，滚轮架上用销轴连接有滚轮，滚轮与导轨9摩擦接。隔板601上螺栓连接有横向的电机604，电机604的输出轴穿过隔板601朝向导轨9，输出轴上螺栓连接有主动齿轮605，导轨9一侧的滚轮同轴一体成型有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮605啮合。底板603上开设有安装孔。

上模307外套设有法兰状的上绝缘套305，上模307上方设有与上绝缘套305同轴的压紧套301，压紧套301上成型有法兰盘，上绝缘套305通过法兰盘架放在底板603上，底板603上开设有对应法兰盘的螺纹孔，压紧套301、上模307、上绝缘套305通过共用穿设在法兰盘中的长螺栓304连接在底板603上，上模307穿过底板603上的安装孔。压紧套301中部开设导向通孔302，导向通孔302两端均设有倒角，压紧套301中部开设有横向连通至导向通孔302的阀孔303，阀孔303内螺纹连接阀片。

移动阳极组件4在竖向移动导向组件的导向下穿过上模组件3在管状工件的内孔中竖向往复移动。结合图5所示，移动阳极组件4包括与上模组件3相同结构的移动底座6，在移动底座6的底板603上螺栓连接穿设在安装孔中的阳极绝缘套401，阳极绝缘套401内连接有拉杆座402，阳极绝缘套401内孔为上小下大的锥孔，拉杆座402上端设有锥杆段，锥杆段插入阳极绝缘套401的锥孔中。拉杆座402顶端穿过阳极绝缘套401并用螺母、垫片作为限位件支撑在阳极绝缘套401上方，并与电源8阳极电连接。拉杆座402的底端中部设有安装孔，安装孔内插放有同心夹头403，拉杆座402底端螺纹连接限位套404，限位套404将同心夹头403抵压在安装孔内，同心夹头403夹持有阳极拉杆405，阳极拉杆405为表面包覆有绝缘层的导体，阳极拉杆405的底端螺纹连接阳极杆408，阳极杆408为表面依次镀有铜和铅或铅合金的钢丝，镀铜用以增加过电量，铅或铅合金用于保护铜层不被腐蚀。结合图6所示，阳极杆408的上、下两端分别螺纹连接有上扶正套406、下扶正套407，上扶正套406和下扶正套407均为上下两头呈圆台形、中部呈柱状的纺锤型绝缘件，上扶正套406、下扶正套407的两头圆台段长度均大于中部柱状段长度，上扶正套406、下扶正套407中部柱状段直径相同，上扶正套406的上端圆台锥度小于下端圆台锥度，下扶正套407的上端圆台锥度小于下端圆台锥度。上扶正套406的上端圆台锥度小于下扶正套407的上端圆台锥度，上扶正套406的下端圆台锥度小于下扶正套407的上端圆台锥度。上扶正套406和下扶正套407上均设有镀液过渡结构，镀液过渡结构为周向均匀开设在上扶正套406、下扶正套407上的四个凹槽。上扶正套406下端中部和下扶正套407上端中部均设有依次同轴设置的锥状孔和螺纹孔作为阳极定位连接结构，上扶正套406的上端开设有与螺纹孔连通的插孔。

镀液循环组件包括镀液槽701，镀液槽701连通有进液管703和回液管702组成的循环管路，进液管703一端与镀液槽701连通，另一端作为注液端连接有供液法兰209，供液法兰209螺栓连接在下模芯205的底部，供液法兰209与下模芯205之间设有密封垫207，这样使进液管703与下模芯205的进液孔连通。进液管703上法兰连接有循环泵704和流量控制器705，循环泵704用于抽吸镀液向下模组件2输送，流量控制器705用于控制镀液的输送流量，两者均为市面售卖产品，具体可根据需要选型购买。回液管702一端与镀液槽701连通，另一端作为回液端连接有回液法兰，回液法兰螺栓连接在上模307侧端的回流口314外侧，使得回液管702与上模307镀液腔306连通。

一种适用于内孔、深孔专用的电镀方法，采用上述一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备进行，具体的包括：

将待加工的管件5底端插接到下延长管203顶端的插槽204中，下延长管203的底端竖向插接到下模芯205连接孔上段的阶梯孔中，使管件5竖向支撑在下模组件2上，管件5内孔通过下模芯205内部连接孔与进液管703连通。通过电机604驱动移动底座6在导轨9上移动，使得上模307向下移动，将上延长管310的底端插入到管件5的顶端，对管件5顶端进行定位，完成对管件5的竖向夹持。

通过循环泵704将镀液槽701内的镀液经进液管703向下延长管203输送，使得镀液依次流经镀液槽701、进液管703、下模芯205、下延长管203、管件5、上延长管310、镀液腔306、回液管702，再回到镀液槽701内。

准备电源8，经过整流后将电源8阴极用导电夹固定在管件5中部，将电源8阳极用导电夹固定在拉杆座402上。

通过电机604驱动移动底座6在导轨9上移动，使得拉杆座402、阳极拉杆405、阳极杆408整体向下移动，将阳极杆408和阳极拉杆405竖向穿插经过压紧套301、上模307、上延长管310进入管件5内孔，通过电机604驱动移动阳极组件4沿导轨9竖向反复升降，阳极杆408在管件5内竖向反复升降移动，在管件5内壁上形成全面覆盖且厚度均匀的镀层。阳极杆408在移动的过程中通过上扶正套406和下扶正套407维持稳定，上扶正套406、下扶正套407通过凹槽保证镀液在管件5内的顺畅流动。

管件5电镀完成后，移动阳极组件4的移动底座6在电机604驱动下上升，将阳极杆408退出到压紧套301上方，然后用压紧套301内的阀片将导向通孔302封闭，通过循环泵704和流量控制器705增加进入管件5的镀液压力及流量，对电镀后的管件5内孔进行冲洗，冲洗结束后循环泵704暂停工作。上模组件3的移动底座6在电机604驱动下上升，使上延长管310脱离管件5顶端，将管件5取下，过程中上模307及管件5中残余的镀液滴落到下方的回收槽202内，回收槽202收集的镀液从回收口222排出，可将回收口222用软管连通至镀液槽701内，将回收的镀液再次循环使用。

阳极拉杆405、阳极杆408、上扶正套406、下扶正套407、上延长管310、下延长管203的安装连接部位均采用可拆卸的连接方式，这样可针对不同尺寸管件5的装夹进行快速的更换。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：包括下模组件、上模组件、移动阳极组件、镀液循环组件及机架；

所述下模组件固定在机架的下部，所述下模组件上方的机架上设有竖向移动导向组件，所述移动阳极组件、上模组件从上至下依次可移动的连接在竖向移动导向组件上，所述镀液循环组件包括注液端和回液端；

所述下模组件与所述注液端连通，下模组件用于对管状工件的底端进行装夹的同时可向其内孔中注入镀液；

所述上模组件与所述回液端连通，上模组件用于对管状工件的顶端进行装夹的同时可对内孔中排出的镀液进行导流；

所述移动阳极组件在竖向移动导向组件的导向下穿过上模组件在管状工件的内孔中竖向往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：所述移动阳极组件包括移动底座，移动底座上固定有拉杆座，拉杆座的底端可拆卸连接有阳极拉杆，阳极拉杆的底端可拆卸连接有阳极杆。

3.根据权利要求2所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：所述拉杆座上端套设有上绝缘套，上绝缘套连接在滑座上，所述上绝缘套内孔为上小下大的锥孔，拉杆座上端设有锥杆段，锥杆段插入上绝缘套的锥孔中，拉杆座顶端穿过上绝缘套并用限位件支撑在上绝缘套上方。

4.根据权利要求2所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：阳极杆的上、下两端均连接有扶正套，扶正套均为上、下两头呈圆台形、中部呈柱状的纺锤型，扶正套的两头圆台段长度均大于中部柱状段长度，两个扶正套中部柱状段直径相同，扶正套上均设有镀液过渡结构。

5.根据权利要求4所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：扶正套的上端圆台锥度小于下端圆台度，位于阳极杆上端的扶正套其两端圆台锥度均小于阳极杆下端的扶正套的两端圆台锥度。

6.根据权利要求1所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：所述上模组件包括移动底座和上模，上模中部设有上、下两端均开口的镀液腔，上模侧端设有与镀液腔连通的回流口，回流口与所述回液端连通，上模外套接有下绝缘套，上模、下绝缘套均连接在移动底座上。

7.根据权利要求6所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：上模底端设有喇叭状的导向孔，导向孔的顶端设有插孔，插孔顶端与镀液腔之间连通有过孔，插孔与过孔之间嵌放有密封圈，插孔中插接有上延长管，上延长管的底端为锥管状的插接头。

8.根据权利要求1所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：所述下模组件包括下模座、下模芯，下模座上方架设有回收槽，下模芯呈柱状，下模芯竖向穿设在回收槽中部，下模芯中部设有连接孔，连接孔内可拆卸连接有下延长管，下延长管的顶端设有用于插接管件的插槽，连接孔底部连接有贯穿下模芯的进液孔，进液孔与所述注液端连通。

9.根据权利要求1所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：所述镀液循环组件包括镀液槽，镀液槽连通有进液管和回液管组成的循环管路，循环管路上连接有循环泵和流量控制机构，进液管远离镀液槽的一端作为注液端，回液管远离镀液槽的一端作为回液端。

10.根据权利要求1所述的一种适用于内孔、深孔专用的电镀设备，其特征在于：多个所述适用于内孔、深孔专用的电镀设备呈直线、弧线或圆形并排分布。