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振動電鍍及振動烘干設備

點擊數:39012018-06-01 18:02:25 來源: 邯鄲市大舜電鍍設備有限公司|脈沖電鍍電源系列|滾鍍機系列|振鍍機系列|直流電鍍電源系列

 [摘要] 根據振蕩器形式或工作槽數量對振動電鍍設備進行了分類。根據振蕩器形式可分為彈性連桿式振鍍機、液壓式振鍍機、電磁式振鍍機及慣性式振鍍機等幾種,根據工作槽數量可分為單機振鍍機和振鍍生產線兩種形式。介紹了振動烘干設備。

[關鍵詞]  振動電鍍設備; 振鍍機; 振動烘干設備


引言


生產中可見的振動電鍍設備形式多種多樣,有振蕩器在振篩上部的,也有振蕩器在振篩下部的;有電磁式振動,也有慣性式振動;有單機,也有生產線;有手工操作,也有電動或自動化操作。所以,有必要對各種各樣的振動電鍍設備進行歸納和分類,以增加對其更加全面、深刻的認識和了解。振動烘干設備是振動電鍍設備的輔助設備,可克服其他干燥方法零件干燥后表面易留有水跡的缺陷,是高品質小零件采用振動電鍍后的進一步質量保證。


1 根據振蕩器形式分類


根據振蕩器形式可將振動電鍍設備分為彈性連桿式振鍍機、液壓式振鍍機、電磁式振鍍機及慣性式振鍍機等幾種。


1.1彈性連桿式振鍍機


由彈性連桿式振蕩器驅動。彈性連桿式振蕩器一般由偏心軸、連桿、連桿彈簧及彈性元件等組成。工作時,工作機體(盛裝零件的托盤)借有彈性的連桿激起振動,并按一定頻率(1~2Hz)做往復運動或擺動,其運動特征為慢進快退,這樣零件便會沿托盤上的導溝做直線或圓周運動。導溝底部安裝陰極導電裝置,上部安裝陽極,電鍍時零件與陽極間無任何遮擋,零件的受鍍條件與掛鍍接近,因而允許使用的電流密度較大,鍍層均勻性較好。這種形式比較適于電鍍過程中不怕中斷電流的鍍種(如鍍鋅),及生產量較大零件(如標準件)的電鍍。我國早期天津自行車廠使用的振動鍍鋅設備即屬此類型。


1.2液壓式振鍍機


液壓式振鍍機工作機體的工作原理及零件的受鍍機理等與彈性連桿式振鍍機大致相同,所不同的是其振蕩器為液壓驅動式。我國早期廣東佛山開關廠使用的振動電鍍設備即屬液壓式結構。


1.3電磁式振鍍機


由電磁式振蕩器驅動。電磁式振蕩器中能產生振動的部件為電磁鐵,電磁鐵由鐵心、電磁線圈及可動銜鐵等組成。當向電磁鐵的線圈通以交變電流或經半波整流的脈動電流后,可使鐵心與可動銜鐵間產生周期性變化的電磁吸力??蓜鱼曡F與鐵心吸合時,主振彈簧被壓彎;可動銜鐵與鐵心分離時,主振彈簧伸直產生反彈力??蓜鱼曡F及主振彈簧周期性的吸彈作用,使工作基體的支座相對于平衡基座產生周期性振動,則安裝在支座上的工作基體(如振篩的料筐)也做相應振動,工作基體中的零件受到振動后便會以一定方式運行。電磁式振蕩器的工作原理如圖1所示。

圖1  電磁式振蕩器的工作原理圖

1-鐵心;2-電磁線圈;3-可動銜鐵;4-平衡基座;5-支座;6-主振彈簧;7-工作基體;8-可控整流;9-工作氣隙


振蕩器根據情況可安裝在振篩上部,也可安裝在振篩下部。當安裝在振篩下部時,可做成單機形式,也可做成振鍍生產線。當安裝在振篩上部時,一般宜做成振鍍生產線,而不宜做成單機形式。目前,國內電磁式振鍍機多用于接插件的接觸體、片式元件等電子產品的電鍍,這類設備多由歐美等國或國內的外資、合資廠生產。


1.4慣性式振鍍機


由慣性式振蕩器驅動。慣性式振蕩器通常由偏心軸、軸承、軸承座等組成。工作時,偏心軸高速旋轉,軸上偏心部件的回轉運動產生周期性變化的離心力(或激振力),從而驅使與軸相連的工作機體做相應振動,同時工作機體中的零件受到振動后做相應的離心運動(即繞中心旋轉的圓周運動)。當設計合理時,振蕩器既有強烈的水平振動,又有強烈的搖擺振動,這種復合振動不僅可使工作效率得到較大提高,還可使加工的零件接受較好的處理。慣性式振蕩器有單軸式、雙軸式及多軸式等多種形式,而慣性式振鍍機采用的振蕩器多為單軸式。單軸式振蕩器的工作原理如圖2所示。

圖2  單軸慣性式振蕩器的工作原理圖

1-振蕩器;2-偏心軸;3-軸承座;4-偏心部件;5-工作機體;6-彈性元件


振蕩器可位于振篩下部,此即為早期的“槽體振動式滾鍍機”;也可位于振篩上部,目前國產或外資、合資廠產的振篩式電鍍機、微型懸掛式振鍍機等可歸入這一類。


2 根據工作槽數量分類


根據工作槽數量可將振動電鍍設備分為單機振鍍機和振鍍生產線兩種形式。


2.1單機振鍍機


工作槽數量只有一個,振篩數量一般也是一個,即所謂的單機單槽振鍍裝置。比較適于批量不大的振動電鍍生產或實驗。常見的單機振鍍機有可自動更換溶液的電磁式單機振鍍機、振桿式振鍍機及微型懸掛式振鍍機等。另外,早期的槽體振動式滾鍍機也屬此類型。


(1) 槽體振動式滾鍍機  其振蕩器為慣性式。整個裝置類似立式(也可為臥式)振動光飾機,其料筐與鍍槽為同一裝置,即所謂的滾筒鍍槽。零件裝在滾筒鍍槽底部,陽極從滾筒鍍槽上部懸掛在鍍液中。振蕩器設置在滾筒鍍槽下部,并通過隔振彈簧與滾筒鍍槽連成一體。振蕩器主軸上下兩端安裝有偏心部件,當主軸高速旋轉時,偏心部件的回轉運動產生周期性離心力和激振力矩,從而帶動滾筒鍍槽做一定頻率和振幅的振動。


槽體振動式滾鍍機早期為日本的電鍍設備公司生產和銷售,國內以前及現在均未見過此類設備及此類設備的引進或使用情況報道。


(2) 可自動更換溶液的電磁式單機振鍍機  這種形式與槽體振動式滾鍍機類似的地方是工作槽數量只有一個,且振蕩器位于工作槽下部。不同的地方是振蕩器是電磁式的,且料筐與鍍槽分置且料筐可單獨移動。另外,這種形式的最大特點是,采用微機控制自動更換工作槽內的溶液,可使唯一的工作槽同時起到數個工作槽的作用,料筐內零件在一個槽內陸續接受多道工序的處理,從而實現設備的全自動化操作。四川華豐企業集團公司1989年從法國蘇里奧公司引進的振動電鍍設備即屬此類型。


可自動更換溶液的電磁式單機振鍍機早在20世紀70年代末,瑞士的電鍍設備公司就有商品生產,名稱為“ウイづロボツト滾鍍裝置”。目前國外這種形式應用較多,而國內除早期有過引進外,后來就幾乎沒有再出現過。


(3) 振桿式振鍍機和微型懸掛式振鍍機  振桿式振鍍機的振蕩器位于振篩上部,并通過傳振軸與料筐相連。其振篩的機架為兩根彈性耐腐蝕棒,即振桿。振桿通過一定的彈性元件將振蕩器架住,從而起到支撐振篩的作用。并且,振桿還起傳輸電鍍電流和振動信號的作用。振桿的一端為接受電鍍電流的陰極擱腳,另一端為接受振動信號的擱腳。鍍槽兩邊的口沿上分別安裝有電鍍陰極V形座和振動信號V形座。當振篩落到鍍槽上后,振篩上的擱腳分別與相應的V形座相接,則電鍍電流及振動信號便分別輸送給料筐內的零件和振蕩器,于是振動電鍍過程開始。振桿式振鍍機如圖3所示。


圖3  振桿式振鍍機

1-振蕩器;2-傳振軸;3-料筐;4擱腳;5-振動電源;6-鍍槽;7-陽極


振桿式振鍍機一般為單機形式,其振篩靈活、輕便,且設備造價相對較低,非常適于手工操作及生產量不大但又需要采用振鍍的小零件。


微型懸掛式振鍍機的結構、組成及工作原理等與振桿式振鍍機大致相同。振桿式振鍍機和微型懸掛式振鍍機目前基本占據了國內單機振鍍機市場的絕大多數份額。


2.2振鍍生產線


目前生產中應用較多的振鍍生產線有振蕩器在振篩上方和振蕩器在振篩下方兩種形式。振蕩器在振篩上方的生產線,振蕩器連同料筐、機架等組成單獨的振篩(或稱振動機頭),所有工作槽邊均不設置傳動機構,振篩的驅動靠槽外振動電源輸至槽邊口沿V型座上的振動信號。當振篩落到鍍槽上后,接受振動信號即可開始振動并帶動料筐內的零件運行。振蕩器為電磁式。行車一般為懸臂式,且自動半自動可轉換。


振蕩器在振篩下方的生產線每道工序的工作槽下面均安裝有振蕩器,其優點是:(1)料筐與振蕩器分離自重較輕,一部行車可帶多個料筐,因而料筐數量可增加;(2)振蕩器在振篩下方,因而振篩規格可加大(料筐直徑最大可達500mm)。因此,這種形式生產線的加工能力較大。


目前,國內振鍍生產線多用于接插件的接觸體、片式元件等具有批量的電子產品的電鍍,從多年的應用情況看其效果較理想。振鍍生產線的生產廠商多為國外、外資或合資廠,國內此類廠商的力量尚比較薄弱。


3 振動烘干設備


一般小零件干燥多采用離心甩干或烘床烘干的方法,但零件干燥后表面易留有水跡(深孔零件孔內更甚),因而常常因鍍后問題影響鍍層質量,這與高品質要求的小零件是不相適應的。而振動烘干則可克服此類問題,它是高品質小零件采用振動電鍍后的進一步質量保證。


3.1振動烘干的優點


(1) 經振動烘干的零件,無論采用自來水洗還是純凈水洗,表面均不會產生水跡、發花、發膜等缺陷。因為水跡是水中的礦物質等雜質在零件干燥過程中匯聚于零件局部所造成,而振動可驅散這些礦物質使其在零件表面不能停留,則水跡不易形成。對于深孔零件,振動可促使孔內的水分充分釋放,則水跡不易形成。


(2) 采用一般干燥方法,鍍層表面耐手摸性能較差,尤其接插件接觸體的鍍金層,手摸會使其表面產生發紅現象。而采用振動烘干,則不會產生手摸發紅現象,且鍍層抗變色能力及表面光潔度還有較大程度的提高。這是由于振動的振光作用可使鍍層致密度提高的緣故。


(3) 若鍍前基體表面光潔度較差及存在發花、斑點等缺陷,則經振動烘干后會有較大程度的改善。


3.2振動烘干的適用范圍


振動烘干適于高品質要求小零件(如接插件的接觸體)鍍金、鍍銀、鍍鎳等的鍍后干燥,尤其對深孔或盲孔等小零件孔內的干燥具有極佳效果。但不適于零件尺寸較大且帶有鋒利棱角、較軟鍍層(如錫鍍層、錫鉛鍍層、轉化膜等)、表面浸保護劑的鍍層的干燥。


3.3振動烘干設備的結構和工作機理


振動烘干設備的振動原理與振蕩器在振篩下方的振鍍機大致相同,不同的是零件的處理是在空氣中而非在溶液中,因而零件運行時受到的阻力相對稍小。該裝置由風機、電熱箱、料筐、振蕩器、控制箱、振動電源及機箱等組成。風機和電熱箱位于裝置上半部,料筐和振蕩器位于裝置下半部,控制箱和振動電源位于離烘干設施稍遠的一側。其裝置如圖4所示。


圖4  振動烘干裝置示意圖

1-風機;2-電熱箱;3-烘箱蓋;4-鎖緊螺母;5-料筐;6-振蕩器;7-底座;8-控制箱;9-振動電源


工作時,料筐內零件在振動作用下繞中心作圓周運動,同時風機自上而下向料筐內吹熱風。料筐底部設置有網孔,零件表面的水分可從網孔中被吹走。烘干時間、烘干溫度、振動頻率、振幅及風機工作時間等參數可設置。一般烘干時間設置為30~40min,烘干溫度設置為60℃,而風機工作時間則稍長于烘干時間,約35~45min,以防電熱箱的電熱器件被燒壞。料筐裝載量根據零件不同約為3~7kg。工作結束后,干燥的零件可從排料口自行排出。


振動電鍍設備形式繁多,應根據鍍件的具體情況選擇合適的形式,否則不僅振動電鍍的優越性不能得以發揮,反而可能帶來效率低下、投資浪費等問題。振動烘干設備雖為振鍍設備的輔助設備,但作用不可小覷,否則若鍍件干燥效果不好,即使電鍍效果再好,也不能說鍍層質量是完全合格的。


[參考文獻]

[1]侯進.滾鍍工藝技術與應用[M].北京:化學工業出版社,2010

[2]沈涪.接插件電鍍[M].北京:國防工業出版社,2007

[3]沈涪.振動電鍍設備類型簡介[J].電鍍與精飾,2001,23(1)

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