一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线及工艺，其特征在于，所述全自动生产线包括行车导轨(1)、能够在所述行车导轨(1)上行驶的一号行车(2)和二号行车(3)、用于放置底火壳的料框(4)、以及位于所述导轨(1)下方的金属表面处理槽单元，所述一号行车(2)和二号行车(3)各自设置有用于将所述料框(4)放入所述金属表面处理槽单元进行处理的机械手(5)。基于本发明全自动生产线的工艺能够对火工品底火壳金属表面进行全自动处理。
【专利说明】
一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线及工艺
技术领域
[0001 ] 本发明涉及金属表面处理领域，具体涉及一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线及工艺。
【背景技术】
[0002]兵器火工品行业在对枪弹等铜类底火壳进行酸洗、钝化等金属表面处理时一直采取手工作业，而不能采用机械化全自动化，之所以采用手工作业，主要困难是在硝硫混酸洗化学腐蚀铜零件表面这一工序，工作速度要求太快，传统的机械设备的动作满足不了工艺要求。
[0003]在具有腐蚀性的环境下工作，手工作业存在劳动强度大、效率低、人员多、工作环境恶劣等等缺点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线及工艺，该全自动生产线能够对火工品底火壳金属表面进行全自动处理。
[0005 ]本发明采用的技术方案是:
[0006]—种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线，所述全自动生产线包括行车导轨、能够在所述行车导轨上行驶的一号行车和二号行车、用于放置底火壳的料框以及位于所述导轨下方的金属表面处理槽单元，所述一号行车和二号行车各自设置有用于将所述料框放入所述金属表面处理槽单元进行处理的机械手。
[0007]优选地，所述全自动生产线还包括与所述行车导轨平行设置的定位杆，所述定位杆间隔设置有用于感应所述一号行车和二号行车行驶位置的多个定位信号器。
[0008]优选地，所述全自动生产线还包括用于控制所述一号行车和二号行车运行的PLC控制系统。
[0009]优选地，所述机械手包括机械手臂和用于抓取所述料框的机械手指。
[0010]优选地，每个所述机械手臂可伸缩地设置在所述一号行车或二号行车下方，所述机械手指与所述机械手臂铰接。
[0011]优选地，所述全自动生产线还包括与所述机械手臂转动连接的旋转装置，所述旋转装置使所述机械手臂在水平方向往复旋转。
[0012]优选地，按照火工品底火壳金属表面处理的顺序，所述金属表面处理槽单元依次包括碱洗槽、稀硫酸槽、用于装混酸溶液的混酸槽、钝化槽和皂化槽;其中，所述混酸溶液包括水400?600ml/L、浓度为98%的硫酸300?600ml/L、浓度为65%的硝酸20?60ml/L和反应延时助剂5?100ml/L，所述反应延时助剂包括0-30重%乙二胺四甲叉膦酸钠、0_90重%烷基酚聚氧乙烯醚、10-100重％酸洗光亮剂和0_50重％水。
[0013]优选地，所述碱洗槽、稀硫酸槽、混酸槽、钝化槽和皂化槽的两两之间设置有三联冷水洗槽。
[0014]优选地，按照火工品底火壳金属表面处理的顺序，所述皂化槽之后还设置有三联冷水洗槽、三联热水洗槽和酒精脱水槽。
[0015]优选地，所述全自动生产线还包括用于放置火工品底火壳金属表面处理完成的料框的取料框平台。
[0016]本发明还提供采用本发明所提供的全自动生产线进行火工品底火壳金属表面处理的工艺，所述火工品底火壳在用于装混酸溶液的混酸槽中酸洗的时间为10?120秒。
[0017]本发明的有益效果如下:
[0018](I)、用PLC控制系统控制的机械手实现具有人手功能的操作动作。
[0019](2)、所用机械装置具有很好的机械强度，能够可靠抓取、松放工件框。
[0020](3)、PLC控制系统控制行车，各处理参数可调，可根据处理要求，获得最佳参数。
【附图说明】
[0021]图1为本发明自动生产线的第一种【具体实施方式】的结构示意图(包括一号行车)；
[0022]图2为本发明自动生产线的第二种【具体实施方式】的结构示意图(包括部分金属表面处理槽单元)；
[0023]图3为本发明自动生产线的第三种【具体实施方式】的结构示意图(包括二号行车)；
[0024]图4为本发明自动生产线的第四种【具体实施方式】的处理流程示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]1、行车导轨，2、一号行车，3、二号行车，4、料框，5、机械手，6、定位信号器，7、机械手臂，8、机械手指，9、定位杆。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0028]如图1-4所示，本发明提供一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线，所述全自动生产线包括行车导轨1、能够在所述行车导轨I上行驶的一号行车2和二号行车3、用于放置底火壳的料框4以及位于所述导轨I下方的金属表面处理槽单元(包括多个金属表面处理槽)，所述一号行车2和二号行车3各自设置有用于将所述料框4放入所述金属表面处理槽单元进行处理的机械手5。
[0029]采用上述自动生产线，能够利用在行车导轨I上行驶的行车抓放放置有底火壳的料框4进行金属表面处理。
[0030]如图1所示，一种【具体实施方式】，所述全自动生产线还包括与所述行车导轨I平行设置的定位杆9，所述定位杆9间隔设置有用于感应所述一号行车2和二号行车3行驶位置的多个定位信号器6。每当行车行驶到合适的金属表面处理槽的上方，定位信号器便会发出信号，使行车作出相应动作。因此，所述全自动生产线还包括用于控制所述一号行车2和二号行车3运行的PLC(可编程逻辑控制器)控制系统，行车的运行包括指行驶、停止、机械手臂上下伸缩以及机械手指旋转抓取料框等动作。
[0031]如图1所示，一种【具体实施方式】，所述机械手5包括机械手臂7和用于抓取所述料框4的机械手指8，每个所述机械手臂7可伸缩地设置在所述一号行车2或二号行车3下方，使行车能够利用机械手抓取料框或使料框放入金属表面处理槽中，为了方便机械手指抓取料框以及沥干来自金属表面处理槽中的液体，所述机械手指8与所述机械手臂7铰接，所述全自动生产线还包括与所述机械手臂7转动连接的旋转装置，所述旋转装置使所述机械手臂7在水平方向往复旋转。
[0032]如图1-3所示(将图1-3头尾依次连接起来看)，一种【具体实施方式】，按照火工品底火壳金属表面处理的顺序，所述金属表面处理槽单元依次包括碱洗槽、稀硫酸槽、用于装混酸溶液的混酸槽、钝化槽和皂化槽;其中，所述混酸溶液包括水400?600ml/L、浓度为98%的硫酸300?600ml/L、浓度为65%的硝酸20?60ml/L和反应延时助剂5?100ml/L，所述反应延时助剂包括0-30重%乙二胺四甲叉膦酸钠、0-90重%烷基酚聚氧乙烯醚、10-100重%酸洗光亮剂和0-50重%水。
[0033]为了防止所述不同金属表面处理槽之间的液体混合及清洗前道工序的液体，如图1-3所示，一种【具体实施方式】，所示碱洗槽、稀硫酸槽、混酸槽、钝化槽和皂化槽的两两之间设置有三联冷水洗槽。
[0034]为了使经过皂化槽后的底火壳能用于后续生产，一种【具体实施方式】，按照火工品底火壳金属表面处理的顺序，所述皂化槽之后还设置有三联冷水洗槽、三联热水洗槽和酒精脱水槽。
[0035]如图3所示，一种【具体实施方式】，所述全自动生产线还包括用于放置火工品底火壳金属表面处理完成的料框4的取料框平台。
[0036]下面将结合附图，对本发明自动生产线的运行方式进行说明。
[0037]如图1所示，一号行车行驶到起始的碱洗槽上被定位信号器感应发出信号，PLC控制系统给出停止命令，行车停止。
[0038]如图4所示，机械手完成步骤(I)至(4)的运行。
[0039]步骤(I):机械手臂下降；步骤(2):机械手指张开，勾紧装有底火壳的料框与其可靠连接到一起;步骤(3):机械手臂往复旋转使料框中的火工品底火壳与碱液充分接触清洗，达到碱洗目的；步骤(4):机械手臂上升并旋转，脱除零件带出的液体;步骤(5):—号行车运行行驶到下个金属表面处理槽(下个工位)上方。
[0040]—号行车运行行驶到第二个工位上方后，再进入三联冷水洗槽中，机械手臂往复旋转、上升、旋转脱除液体;然后再依次行驶到后续工位，完成同类工作运行。
[0041]如图2所示，当一号行车经过钝化槽行驶到三联冷水洗槽时，手臂下降、手指回缩与料框分离，将料框放置在三联冷水洗槽中，然后如图3所示，由二号行车抓取料框，完成后续表面处理工作运行。一号行车则前行到最前面的碱洗槽，继续进行下个料框中底火壳的表面处理。
[0042]如图3所示，当二号行车完成所有后续表面处理工作运行，运行行驶到取料框平台，放下料框，则完成了这一料框中火工品底火壳的所有表面处理过程。
[0043]下面将提供与本发明全自动生产线相配合使用的混酸配方技术:在硝硫混酸体系中合理调整这两种酸的比例，添加延缓混酸与铜(底火壳材料)反应(即混酸洗)的SM-1反应延时助剂。
[0044]目前采用的硝酸、硫酸混酸酸洗反应腐蚀工艺，反应剧烈、时间控制严格(需要在3秒内完成混酸洗反应与后续水洗过程)、机械操作难度大、产品质量与硫酸硝酸混酸洗反应时间高度相关，稍有差错即不能得到合格产品，这些是实现机械化、自动化的困难所在。
[0045]在确保硝硫混酸为主体、混酸基本体系不变的前提下，经试验，得出最佳的混酸洗反应铜蚀配方。其中采用具有延时功能的多组分、多功能SM-1反应延时助剂加入到硝硫混酸中，使其具有延时缓蚀功能，即可以不要求苛刻的酸洗时间，便于机械操作。本配方技术科学合理地解决了酸洗反应时间长与工件会变薄的矛盾、解决了腐蚀反应才能光亮(铜工件表面氧化层被彻底反应溶解及少量、适当的表面铜被反应溶解)与缓蚀阻止铜表面反应不利于光亮的矛盾。经过试验，在长达10?120秒的混酸洗反应中，获得了符合表面处理要求的产品，通过了腐蚀测试、光亮测试、尺寸测试。混酸反应时间的延长，使得全自动机械化操作得以顺利实现。
[0046]本配方为:
[0047]水400?600ml/L，硫酸(浓度98%)300?6001111/1，硝酸(浓度65%)20?60ml/L，SM-1 助剂为 5 ?100ml/L。
[0048]举例说明:
[0049]当采用如下配方时，在本生产线实现了铜类底火壳全部自动化生产过程。
[0050]水500ml/L，硫酸(浓度 98%)400ml/L，硝酸(浓度 65%)50ml/L，SM-l 为 50ml/L。
[0051]基于上述混酸配方，本发明还提供采用本发明所提供的全自动生产线进行火工品底火壳金属表面处理的工艺，所述火工品底火壳在用于装混酸溶液的混酸槽中酸洗的时间为10?120秒。通过混酸配方的优化，使得混酸反应延长，保证了本火工品底火壳金属表面处理全自动生产线得以实现。
[0052]SM-1反应延时助剂的配方包括:缓蚀阻垢剂(商购，分子式C6H12O12N2P4Na8C,CAS1429-50-1，外文名Ethylene Diamine Tetra，符合HG/T 3538-2003，外观黄棕色透明液体，活性组分(以EDTMPS计2 30.0，有机膦(以P043—计2 10.0，亚磷酸(以P033—计)％ <5.0,磷酸(以 P043—计)％ < I.0，PH 值(I % 水溶液)9.5-10.5，密度(20 °C )g/cm3 >1.25,氯化物(以Cl—计S3)与0P-10(商购，一种化工原料，烷基酚与环氧乙烷的缩合物。化学名称:辛烷基苯酚-10，具有优良的匀染、乳化、润湿、扩散，抗静电性。广泛用于纺织印染、涂料、电镀、医药、化工、皮革、清洗等行业，外观:白色及乳白色糊状物，溶解性:易溶于水，PH值(I %水液):6-7，HLB值:14.5，浊点:61-67 °C)、酸洗光亮剂N-1 (商购)和水的复配物。
[0053]这四种成分的比例(重量比)范围为:
[0054]缓蚀阻垢剂:0?30%，0P-10:0?90%，酸洗光亮剂N-1:10?100%，水:0?50%。
[0055]在上述比例范围内，可得到满足产品质量要求的10?120秒混酸洗时间。
【主权项】
1.一种火工品底火壳金属表面处理全自动生产线，其特征在于，所述全自动生产线包括行车导轨(I)、能够在所述行车导轨(I)上行驶的一号行车(2)和二号行车(3)、用于放置底火壳的料框(4)以及位于所述导轨(I)下方的金属表面处理槽单元，所述一号行车(2)和二号行车(3)各自设置有用于将所述料框(4)放入所述金属表面处理槽单元进行处理的机械手(5)。2.根据权利要求1所述的全自动生产线，其特征在于，所述全自动生产线还包括与所述行车导轨(I)平行设置的定位杆(9)，所述定位杆(9)间隔设置有用于感应所述一号行车(2)和二号行车(3)行驶位置的多个定位信号器(6)。3.根据权利要求1所述的全自动生产线，其特征在于，所述全自动生产线还包括用于控制所述一号行车(2)和二号行车(3)运行的PLC控制系统。4.根据权利要求1所述的全自动生产线，其特征在于，所述机械手(5)包括机械手臂(7)和用于抓取所述料框(4)的机械手指(8)。5.根据权利要求4所述的全自动生产线，其特征在于，每个所述机械手臂(7)可伸缩地设置在所述一号行车(2)或二号行车(3)下方，所述机械手指(8)与所述机械手臂(7)铰接。6.根据权利要求5所述的全自动生产线，其特征在于，所述全自动生产线还包括与所述机械手臂(7)转动连接的旋转装置，所述旋转装置使所述机械手臂(7)在水平方向往复旋转。7.根据权利要求1所述的全自动生产线，其特征在于，按照火工品底火壳金属表面处理的顺序，所述金属表面处理槽单元依次包括碱洗槽、稀硫酸槽、用于装混酸溶液的混酸槽、钝化槽和皂化槽；其中，所述混酸溶液包括水400?600ml/L、浓度为98%的硫酸300?600ml/L、浓度为65%的硝酸20?60ml/L和反应延时助剂5?100ml/L，所述反应延时助剂包括0-30重％乙二胺四甲叉膦酸钠、0-90重%烷基酚聚氧乙烯醚、10-100重%酸洗光亮剂和0-50重％水。8.采用权利要求7所述的全自动生产线进行火工品底火壳金属表面处理的工艺，其特征在于，所述火工品底火壳在用于装混酸溶液的混酸槽中酸洗的时间为10?120秒。
【文档编号】C23G1/10GK105862023SQ201610355272
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】王吉风
【申请人】王吉风, 上海飞溪机电工程设备有限公司