专利名称：数控流镀机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控流镀的设备，具体的说是通过数控系统控制工具头与工
件之间的相对运动、电镀液连续供液，实现复杂曲面的电镀，属于电镀加工技术领域。
背景技术：
大力发展产品再制造技术符合我国创建节约型社会、节能减排，走可持续发展道 路的战略目标。作为再制造技术核心技术之一的电镀技术越来越得到广泛的重视。流镀是 一种新型的无槽电刷镀技术，与传统的电刷镀技术相比，其工艺特征是使电镀液通过液泵 以一定流量、流速流过阳极与阴极构成的电镀空间，并使流速达到一定临界数值，电镀液将 处于紊流状态，扩散层被扰乱，传质过程得以强化，抑制了通常不希望的浓差极化，加大了 电化学极化倾向，极限电流密度提高，从而可在高电流密度下获得细晶镀层的快速电沉积 技术。流镀技术是电镀技术的自动化，可以提高电镀的质量和效率。但是，目前的流镀技术 主要还包括以下一些缺点 1、现有设备主要用于圆柱体表面的电镀中，无法实现复杂曲面的电镀。 2、电镀设备工艺集成度不高，电镀工艺的准备工艺(去污一清洗一活化等) 一般
在另外的设备中进行。 3、电镀设备的自动化程度不高，尤其是复杂曲面的电镀，还处在手工刷镀阶段，镀 层的表面质量和精度无法保证，且工人劳动强度大。 鉴于以上现有流镀设备的缺点，希望有一种设备可以实现电镀工艺的集成化，自 动化，并能实现复杂曲面的流镀，以提高电镀工艺的效率、质量，扩大其工艺范围。
发明内容本实用新型的目的是针对现有流镀设备的缺点，提供一种自动化程度高、工人劳 动强度低、能够实现复杂曲面流镀的数控流镀设备。可提高流镀的效率、精度，并能实现电 净、清洗、活化及电镀多个工艺步骤的集成。 本设备主要包括机械系统、供液系统、数控系统和电源系统。机械系统采用卧式、
悬臂式布局，主要包括床身、立柱、主轴箱、进给传动系统及主传动系统、工作箱及排风扇。 工件固定不动，X、Y、Z三坐标联动带动工具头与工件之间进行复杂的运动，同时工具头通过
伺服电机实现无极调速，来控制工具头与工件之间的线速度。整个工作过程全部在工作箱 内完成，排风扇将工作时产生的气体及时排出，避免了有害气体对人和设备的损害。供液系 统包括各种工作液箱、电磁换向阀、不锈钢离心泵、调压阀、可调节流阀、流量计、压力计和 单向阀。各种工作液体通过离心泵带动到喷嘴，实现连续供液，用过的工作液可以通过工作 箱上的回液口再回到工作液箱，实现工作液的循环使用。可以通过数控系统控制电磁换向 阀的通断，从而选择不同的工作液；还可以通过调压阀、可调节流阀调节喷嘴处的出液压力 及流量来满足电净、活化、清洗、电镀工艺的不同要求。电源系统为电压可调节的直流稳压 电源，并配有正负极切换开关，来满足电净和电镀的需要。[0009] 本发明具有以下的优点 1)通过数控系统控制工具头与工件之间相对空间运动，解决了曲面流镀的难题。
2)流镀过程中电镀间隙、工具头与工件之间的速度可以得到更好的控制，从而使 得镀层性能更加优异。
3)设备的自动化、工艺集成化更高，从而降低工人劳动强度，提高工作效率。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为数控流镀机结构示意图 图中1床身，2Y向滚动导轨，3Y向滚珠丝杠，4立柱，5X向电机支座，6X向交流伺 服电机，7X向滚珠丝杠，8X向滚动导轨，9Z向底座，10Z向滚动导轨，11Z向电机支座，12Z向 交流伺服电机，13Z向滚动导轨，14主轴伺服电机，15主轴箱，16工具头，17喷嘴，18压力 计，19调压阀，20可调节流阀，21流量计，22单向阀，23不锈钢离心泵，24 27 二位二通的 电磁换向阀，28清水箱，29电净液箱，30活化液箱，31电镀液箱，32工作箱，33工作台。
具体实施方式数控流镀机包括机械系统、工作液系统、数控系统及电源系统。立柱(4)采用悬臂 结构并由伺服电机带动做Y向进给运动，Z向底座(9)安装在立柱上做X向进给运动，主轴 箱(15)安装Z向底座(9)上做Z向进给运动，工具头(16)由主轴伺服电机(14)带动做C 向转动。 具体见图l，床身1为设备的支撑部件，Y向电机支座、Y向滚动导轨2、Y向滚珠丝 杠3及其轴承座通过螺栓联结固定在床上。立柱4采用悬臂结构并由伺服电机带动做Y向 进给运动；X向电机支座5、 X向交流伺服电机6、 X向滚珠丝杠7、 X向滚动导轨8联结在立 柱4上，Z向底座(9)安装X向滚动导轨8的滑块上X向伺服电机6的带动做X向进给运 动；Z向滚动导轨10、Z向电机支座11、Z向交流伺服电机12、Z向滚动导轨13联结在Z向 底座9上，主轴箱15安装在Z向滚动导轨13的滑块上，通过Z向伺服电机12的带动做Z 向进给运动，主轴伺服电机14联结在主轴箱15上，随主轴箱一起运动，同时带动工具头16 做C向旋转运动。工作箱32安装在工作台33上，是整个工作过程的工作空间，采用镀锌钢 板钣金而成，其上安装排风扇(图中未画出)及时将工作过程产生的有害气体排出，避免对 人和设备产生伤害。X、 Y、 Z三个传动轴的传动部件全部采用滚动部件，伺服电机直联滚珠 丝杠的结构，使得机床进给速度高、动态性能好、精度高。通过数控系统可以实现X、Y、Z三 轴联动，控制工具头与工件之间的相对运动，工具头由主轴伺服电机带动，可以实现无极调 速。由于流镀过程没有宏观的切削力，机床的刚度要求容易得到满足，从而机床的立柱、导 轨、底座等部件的总体质量较低，故而采用工件固定安装在工作台上，工具头运动的方式， 使得使流镀大型工件时能耗降低，机床动态性能好，整机的成本也得到减少。 工作液系统包括清水箱28、电净液箱29、活化液箱30、电镀液箱31、二位二通的电 磁换向阀4个(24 27)、不锈钢离心泵23、单向阀22、流量计21、可调节流阀20、调压阀 19、压力计18和喷嘴17以及回流通道。喷嘴17通过软管安装主轴箱上，随主轴箱一起运 动，并可以调节喷嘴的角度，便于将工作液喷到工作间隙中。通过数控系统中的M功能可以编程控制电磁换向阀的通断实现工作液的选择，调节节流阀20、调压阀19可以调节供液系 统的压力和流量以满足电净、清洗、活化、电镀不同工艺步骤的要求。 设备的工作过程如下 1)电净去污。电源系统电压调节到合适范围，调节正负极转换开关使得工具头连 接阴极，工件连接阳极。手动控制工具头运动，确定其与工件之间的相对位置关系，调节好 喷嘴的角度，启动预先编制的程序使电净液工作箱29上的电磁换向阀导通，启动不锈钢离 心泵23， X、 Y、Z三轴联动控制工具头16相对工件运动，进行复杂曲面的电净去污。 2)清洗。关闭电源及不锈钢离心泵23。清水箱28上的电磁换向阀导通，启动不 锈钢离心泵23，调节调压阀19至合适的工作液压力，调节可调节流阀20至合适的工作液流 量进行清洗。 3)活化。关闭不锈钢离心泵23，活化液箱30上的电磁换向阀导通，启动不锈钢离 心泵23，调节调压阀19至合适的工作液压力，调节可调节流阀20至合适的工作液流量进行 清洗。 4)流镀。打开电源，调节电压到合适范围，调节正负极转换开关使得工具头连接 阳极，工件连接阴极。手动控制工具头运动，确定其与工件之间的相对位置关系，调节好喷 嘴的角度，启动预先编制的程序使电镀液工作箱31上的电磁换向阀导通，启动不锈钢离心 泵23，调节调压阀19至合适的工作液压力，调节可调节流阀20至合适的工作液流量，X、Y、 Z三轴联动控制工具头16相对工件运动，进行复杂曲面的流镀。
权利要求一种数控流镀机，包括机械系统、工作液系统、数控系统及电源系统，其特征是，立柱(4)采用悬臂结构并由伺服电机带动做Y向进给运动，Z向底座(9)安装在立柱上做X向进给运动，主轴箱(15)安装Z向底座(9)上做Z向进给运动，工具头(16)由主轴伺服电机(14)带动做C向转动。
2. 如权利要求1所述的数控流镀机，其特征在于工作液系统具有四个工作液箱及4个 电磁换向阀。
专利摘要一种能够实现复杂曲面流镀的数控流镀机，主要包括机械系统、工作液系统、数控系统及电源系统，立柱(4)采用悬臂结构并由伺服电机带动做Y向进给运动，Z向底座(9)安装在立柱上做X向进给运动，主轴箱(15)安装Z向底座(9)上做Z向进给运动，工具头(16)由主轴伺服电机(14)带动做C向转动。工作液系统采用1个离心泵及一套压力、流量调节系统就可以选择四种工作液，调节不同的工作压力和流量以满足电净、清洗、活化、流镀的不同要求。设备精度高、成本低、耗能小，集成度及自动化程度高。
文档编号C25D21/12GK201459262SQ20092004152
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者傅秀清, 康敏, 杨勇 申请人:南京农业大学