一种微弧氧化工艺专用设备的制作方法

本发明属于微弧氧化工艺设备技术领域，具体涉及一种微弧氧化工艺专用设备。

背景技术：

缸体是发动机的核心零件，其工作环境十分恶劣，但因其材料为铝合金，因此必须对内壁进行强化处理。目前，对缸体最常用的表面处理工艺是镀硬铬，但随着环保概念的推行，该工艺对环境不友好的弊端便凸显出来。而微弧氧化工艺作为一种新型的绿色表面强化工艺便很好的规避了以上问题，但现有针对该工艺的设备少之又少，每次只能加工少量零件且大部分需要手工装夹，无法实现批量化处理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种微弧氧化工艺专用设备，解决了现有技术中存在的微弧氧化过程中装夹繁琐、效率低下的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种微弧氧化工艺专用设备，包括设置有回液槽盖板的回液槽；回液槽盖板后侧固接有主体箱，回液槽盖板上表面并列开设有两个管道口b；管道口b上侧固接有卡头，下侧与管道b一端相连通；两个管道b上均设置有回液阀；待加工工件的夹具可卡入卡头；主体箱前表面上部还设置有连接件b；主体箱内底面固接气缸的固定端，气缸的自由端伸出主体箱上表面并水平固接平台；主体箱上表面固接若干个导向杆的一端，导向杆穿过平台，且另一端固定于水平设置的固定板上；平台前部并列开设有两个管道口a，管道a穿过管道口并固定于平台；两个管道a的底端均固接阳极片的端部；两个管道a的顶端均固接于盛液槽下表面；盛液槽上表面水平固接有阴极片，阴极片两端均竖直固接有阴极杆，阴极杆穿过盛液槽及管道a，并位于管道a中央；阴极杆还可穿过卡头并伸入管道b；电源正极通过导线a与阳极片连接；阴极片通过导线b与电源负极连接；盛液槽上还开设有进液口，进液口与进液管一端相连通；进液管另一端连接电解液源。

本发明的特点还在于：

盛液槽上还开设有出液口，出液口与出液管a一端相连通；出液管a另一端外套连接阀上半部分；还包括出液管b，出液管b一端外套连接阀下半部分；出液管b另一端与回液槽相连通。

卡头一侧设置有连接件a。

管道a与阳极片的连接方式为，管道a底部外壁固接有一圈凸起；阳极片两端为圆环状构件；凸起及圆环状构件上均开设有若干个螺栓孔；圆环状构件外套于管道a底部，螺栓依次穿过凸起及圆环状构件并通过与其配套的螺母紧固连接。

管道a位于平台以上的部分呈漏斗状。

阴极片与阴极杆的连接方式为，阴极片两端为圆环状构件；阴极杆顶部直径小于其余部分直径且设置有外螺纹；圆环状构件外套于阴极杆顶部并通过螺母及垫片与外螺纹紧固连接。

导向杆与固定板的连接方式为，固定板四个边角处均开设有导向孔；导向杆顶部设置有外螺纹；导向杆顶部穿过导向孔并通过螺母与外螺纹紧固连接；螺母位于固定板上侧。

本发明的有益效果是：

(1)性能可靠，结构简单，对环境友好，绿色化。

(2)集装夹与微弧氧化为一体，使得微弧氧化处理简单易操作。

(3)可保证工件微弧氧化工艺过程的一致性；

(4)由于微弧氧化工艺专用设备配套的夹具可从微弧氧化工艺专用设备拆离，所以可将工件在微弧氧化工艺专用设备配套的夹具安装好之后再装回微弧氧化工艺专用设备，该过程缩短了工序，为大批量生产显著节省时间，降低生产成本；

(5)需要对不同工件进行微弧氧化处理时，只需要更换为相应配套的夹具即可，过程简单。

附图说明

图1是本发明微弧氧化工艺专用设备的结构示意图；

图2是本发明微弧氧化工艺专用设备的结构示意图；

图3是本发明微弧氧化工艺专用设备的局部主视图；

图4是本发明微弧氧化工艺专用设备中连接件b的结构示意图；

图5是本发明微弧氧化工艺专用设备的电流流向示意图；

图6是本发明微弧氧化工艺专用设备配套的夹具的结构示意图；

图7是本发明微弧氧化工艺专用设备配套的夹具中基板的结构示意图；

图8是本发明微弧氧化工艺专用设备配套的夹具中顶层衬套组的结构示意图；

图9是本发明微弧氧化工艺专用设备配套的夹具中中间层衬套组的结构示意图；

图10是本发明微弧氧化工艺专用设备配套的底层衬套组的结构示意图；

图11是本发明微弧氧化工艺专用设备配套的夹具所要夹持的工件的结构示意图。

图中，1.回液槽盖板，2.回液槽，3.主体箱，4.卡头，5.夹具，6.气缸，7.平台，8.导向杆，9.固定板，10.管道口a，11.管道a，12.阳极片，13.盛液槽，14.阴极片，15.阴极杆，16.导线a，17.进液口，18.进液管，19.出液口，20.出液管a，21.管道口b，22.管道b，23.回液阀，24.连接件a，25.连接阀，26.出液管b，27.连接件b，28.固定板a；29.旋转件，30.螺钉；

31.基板，32.耳板，33.导向立柱，34.顶层衬套组，35.中间层衬套组，36.底层衬套组，37.转动块，38.立柱孔d，39.方形槽，40.凹槽a，41.凹槽d，42.定位块，43.凹槽e，44.待加工工件，45，导线b；

401.顶层凸台，402.安装孔a，403.顶层衬套，404.十字螺母a，405.密封垫圈a，406.立柱孔a，407.螺栓a，408.弹性导电薄片a；

501.中间层凸台，502.安装孔b，503.中间层衬套。504.十字螺母b，505.密封垫圈b，506.立柱孔b，507.立柱衬套b，508.凹槽b，509.垫圈b，510.螺栓b，511.弹性导电薄片b；

601.底层凸台，602.安装孔c，603.底层衬套，604.十字螺母c，605.密封垫圈c，606.立柱孔c，607.立柱衬套c，608.凹槽c，609.垫圈c。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1-3所示，一种微弧氧化工艺专用设备，包括设置有回液槽盖板1的回液槽2；回液槽盖板1后侧固接有主体箱3，回液槽盖板1上表面并列开设有两个管道口b21；管道口b21上侧固接有卡头4；卡头4为横截面为圆环的构件，且卡头4一侧设置有与夹具5紧固连接的连接件a24；管道口b21下侧与管道b22一端相连通；两个管道b22上均设置有回液阀23；待加工工件的夹具5可卡入卡头4；主体箱3前表面上部还设置有与夹具5连接的连接件b27(如图4所示)；连接件b27包括固定板a28、旋转件29及螺钉30，主体箱3前表面上部开设有螺钉孔a，固定板a28中部开设有螺钉孔b，旋转件29中部开设有螺钉孔c，旋转件29后表面到主体箱3前表面之间的距离与基板31的厚度一致；两个耳板32之间的距离与固定板a28的宽度一致；螺钉30依次穿过螺钉孔c、螺钉孔b、螺钉孔a将旋转件29、固定板a28、主体箱3紧固连接。主体箱3内底面固接气缸6的固定端，气缸6的自由端伸出主体箱3上表面并水平固接平台7；主体箱3上表面四个边角处均固接导向杆8一端，导向杆8穿过平台7，且另一端固定于水平设置的固定板9；导向杆8与固定板9的连接方式为，固定板9四个边角处均开设有导向孔；导向杆8顶部设置有外螺纹；导向杆8顶部穿过导向孔并通过螺母与外螺纹紧固连接；螺母位于固定板9上侧。平台7前部并列开设有两个管道口a10，管道a11穿过管道口10并固定于平台7；两个管道a11的底端分别固接阳极片12的端部；管道a11与阳极片12的连接方式为，管道a11底部外壁固接有一圈凸起；阳极片12两端为圆环状构件；凸起及圆环状构件上均开设有若干个螺栓孔；圆环状构件外套于管道a11底部，螺栓依次穿过凸起及圆环状构件并通过与其配套的螺母紧固连接。两个管道a11的顶端均固接于盛液槽13下表面；管道a11位于平台7以上的部分呈漏斗状。盛液槽13上表面水平固接有阴极片14，阴极片14两端均竖直固接有阴极杆15，阴极杆15穿过盛液槽13及管道a11，并位于管道a11中央；阴极杆15还可穿过卡头4并伸入管道b22；阴极片14与阴极杆15的连接方式为，阴极片14两端为圆环状构件；阴极杆15顶部直径小于其余部分直径且设置有外螺纹；圆环状构件外套于阴极杆15顶部并通过螺母及垫片与外螺纹紧固连接。电源正极通过导线a16与阳极片12连接；阴极片14通过导线b45与电源负极连接；盛液槽13上表面还开设有进液口17，进液口17与进液管18一端相连通；进液管18另一端连接电解液源。盛液槽13一侧还开设有出液口19，出液口19与出液管a20一端相连通；出液管a20另一端外套连接阀25上半部分；还包括出液管b26，出液管b26一端外套连接阀25下半部分；出液管b26另一端与回液槽2相连通。

如图6、图7所示，本发明微弧氧化工艺专用设备配套的夹具，包括基板31，基板31顶端中部平行于其并列固接有一对耳板32；基板31前表面竖直固定有两对导向立柱33；每对的两个导向立柱33之间由上至下依次水平设置有顶层衬套组34、若干个中间层衬套组355及底层衬套组36；顶层衬套组34固接于导向立柱33；中间层衬套组35及底层衬套组36滑动连接于导向立柱33；每个导向立柱33底部均设置有纵截面为l形的转动块37；l形转动块7水平部分开设有立柱孔d38，导向立柱33穿过立柱孔d38，转动块37可相对于导向立柱33进行转动或移动；基板31底端还开设有两个方形槽39，方形槽39位于每对的两个导向立柱33之间；基板31前表面凹槽a37下方还平行于其开设有若干个凹槽d41；每个凹槽d41内均固定有两对定位块42；每对的两个定位块42可卡于待加工工件两侧。

如图8所示，基板31前表面顶部水平开设有凹槽a40；顶层衬套组34包括固接于凹槽a40内的顶层凸台401，顶层凸台401上开设有两个待加工工件安装孔a402，安装孔a402内套有顶层衬套403；顶层衬套403为环形构件，其下部外径大于安装孔a402内径，中部外径等于安装孔a402内径，上部外径不大于安装孔a402内径，且顶层衬套403上部设置有外螺纹；顶层衬套403由下至上穿过安装孔a402并通过其外螺纹与十字螺母a404的内螺纹紧固连接，十字螺母a404的外径大于安装孔a402内径；顶层衬套403还内套有尼龙密封垫圈a405；顶层凸台401的两个安装孔a402的两侧均开设有立柱孔a406；还包括通过螺栓a407固定于安装孔a402两侧的弹性导电薄片a408。

如图9所示，中间层衬套组45包括水平设置的中间层凸台501，中间层凸台501中部开设有待加工工件安装孔b502，安装孔b502内套有中间层衬套503；中间层衬套503为环形构件，其下部半径大于安装孔b502半径，中部半径等于安装孔b502半径，上部半径小于安装孔b502半径，且中间层衬套503上部设置有外螺纹；中间层衬套503由下至上穿过安装孔b502并通过其外螺纹与十字螺母b504的内螺纹紧固连接；中间层衬套503还内套有尼龙密封垫圈b505；中间层凸台501的安装孔b502两侧均开设有立柱孔b506；立柱孔b506内套有立柱衬套b507；立柱衬套b507为环形构件，其上部外径大于立柱孔b506内径，其余部分外径不大于立柱孔b506内径，且立柱衬套b507下部周向开设有一圈凹槽b508；立柱衬套b507由上至下穿过立柱孔b506并使垫圈b509卡于凹槽b508内，垫圈b509外径大于立柱孔b506内径；导向立柱33穿过立柱孔b506，中间层凸台501可沿导向立柱33移动；还包括通过螺栓b510固定于安装孔b502一侧或两侧的弹性导电薄片b511。

如图10所示，底层衬套组36包括水平设置的底层凸台601，底层凸台601中部开设有待加工工件安装孔c602，安装孔c602内套有底层衬套603；底层衬套603为环形构件，其上部外径大于安装孔c602内径，中部上半部分外径等于安装孔c602内径，中部下半部分及下部外径不大于安装孔c602内径，且底层衬套组36中部下半部分设置有外螺纹；底层衬套603由上至下穿过安装孔c602并通过其外螺纹与十字螺母c604的内螺纹紧固连接；底层衬套603还内套有尼龙密封垫圈c605；底层凸台601的安装孔c602两侧均开设有立柱孔c606；立柱孔c606内套有立柱衬套c607；立柱衬套c607为环形构件，其下部外径大于立柱孔c606内径，其余部分外径不大于立柱孔c606内径，且立柱衬套c607上部周向开设有一圈凹槽c608；立柱衬套c607由下至上穿过立柱孔c606并使垫圈c609卡于凹槽c608内，垫圈c609外径大于立柱孔c606内径；导向立柱33穿过立柱孔c606，底层凸台601可沿导向立柱33移动。

导向立柱33的固定方式为，导向立柱33顶端固接凸起a，凸起a的直径大于立柱孔a406的直径；基板1前表面底部水平开设有两对凹槽e43，每个凹槽e43内固接凸台，每个凸台均开设有立柱孔e；导向立柱33依次穿过立柱孔a406、立柱孔b506、立柱孔c606、立柱孔d38、立柱孔e；导向立柱33底端固接凸起b，凸起b的直径大于立柱孔e的直径。

本发明微弧氧化工艺专用设备的工作过程为：

(1)将微弧氧化工艺专用设备配套的夹具水平置于桌面，把工件44顶部朝里，使其顶部外孔与微弧氧化工艺专用设备配套的夹具5中顶层衬套403的安装孔a402构成同心配合，工件44侧面与定位块42接触，限制工件的轴向转动；

(2)滑动第一组微弧氧化工艺专用设备配套的夹具5的中间层衬套组35，使中间层衬套503的安装孔b502与工件44底部外孔构成同心配合，并使工件44构成完全定位；

(3)重复1、2操作，继续完成剩余工件的安装；

(4)最后一组工件安装之后，滑动微弧氧化工艺专用设备配套的夹具5中底层衬套组36，转动转动块37，使微弧氧化工艺设备的夹具上所有零件被完全夹紧；

(5)启动微弧氧化工艺专用设备的汽缸6，使其自由端带动平台7升至上位；

(6)将微弧氧化工艺专用设备配套的夹具安装于设备预留位置；

(7)底层衬套组6的安装孔c602与卡头4同心配合；转动连接件b27中的旋转件29锁紧微弧氧化工艺设备配套的夹具5；

(8)启动微弧氧化工艺专用设备的汽缸6，使其自由端带动平台7下降，使得阳极片12与微弧氧化工艺专用设备配套的夹具中弹性导电薄片408接触，弹性导电薄片408受力后向下弯曲变形与工件44接触，使得微弧氧化工艺所需电流从设备流向工件；

(9)打开电解液上液泵开关，使电解液从电解液源沿着进液管18进入进液口17，在盛液槽13内达到需要的体积后关闭上液泵，进行微弧氧化处理；

(10)微弧氧化处理完成后，拆卸工件时需先切断电源，打开回液阀23使电解液回流到回液槽2内，再倒序步骤(8)—(1)步骤即可。

本发明微弧氧化工艺专用设备的优点为：

(1)性能可靠，结构简单，对环境友好，绿色化。

(2)集装夹与微弧氧化为一体，使得微弧氧化处理简单易操作。

(3)可保证工件微弧氧化工艺过程的一致性；

(4)由于微弧氧化工艺专用设备配套的夹具可从微弧氧化工艺专用设备拆离，所以可将工件在微弧氧化工艺专用设备配套的夹具安装好之后再装回微弧氧化工艺专用设备，该过程缩短了工序，为大批量生产显著节省时间，降低生产成本；

(5)需要对不同工件进行微弧氧化处理时，只需要更换为相应配套的夹具即可，过程简单。