Способ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий Советский патент 1991 года по МПК C25D21/12 C25D5/04 

Изобретение относится к способам электрохимического нанесения покрытий натиранием и может быть использовано в приборостроении, машиностроении для повышения износостойкости и коррозионной стойкости зубчатых колес, винтовых поверхностей, кулачков.

Целью изобретения является повышение равномерности нанесения покрытий.

Согласно изобретению способ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий включает натирание обкаткой изделия анодом-инструментом при вращении изделия вокруг своей оси и регулирование напряжения между изделием и анодом-инструментом при обкатке по зависимости

и и

V

«J с ч Zi j) где U0 - номинальное напряжение;

;j - удельное скольжение профилей изделия и анода-инструмента при обкатке. На чертеже схематично представлена одна из возможных схем осуществления способа.

Пример 1. Обрабатываемую деталь (кулачок)1 устанавливают на вал 2 и вводят в соприкосновение с анодом-инструментом 3, поверхность которого покрыта гигроскопичным износо- iстойким материалом 4. Анод-инструО

00

оо to

о

мент 3 устанавливают на валу 5. Электролит подают из дозирующего устройства 6, За счет увеличенных диаметров приводных диэлектрических роликов

7и б со здается требуемый межэлектродный зазор. Вращение от электродвигателя 9 передается через вал 2, ролики 7 и 8 на анод-инструмент 3. На валу 5 установлен кулачок 10. Кулачок 10 соприкасается с толкателем 11, который связан с устройством 12 управления источником 13 питания. Силовое замыкание толкателя 11 и кулачка 10 бсуществляется пружиной 14.

Напряжение питания подводят к обрабатываемой детали 1 и аноду-инструменту 3 посредством щеток I1 и 16.

После включения подают через сопло электролит на анод-инструмент, включают электродвигатель 9. Фрикционный

контакт диэлектрических роликов 7 и

8обеспечивает обкатывание обрабатываемого кулачка 1 и кулачка-инструмента 3. Включение источника 13 питания обеспечивает локальное катодное осаждение покрытия на поверхность детали 1 .

Регулирование рабочего напряжения осуществляют с помощью механизм регулирования, состоящего из кулачка 10, толкателя 11, пружины 14 и устройства 12 управления источником питания. Управление напряжением может осуществляться потенциометрически либо другими способами. Наличие жесткой связи толкателя и кулачка позволяет обеспечить постоянную толщину натираемого покрытия по всей поверхности ку лачка (детали) 1 и высокую точность обработки.

Электрохимическое натирание покрытия из меди на поверхности кулачка проводили из электролита, содержащего, г/л: CuS04-5НгО 300; 15; антраниловая кислота 0,02.

Анод в виде кулачка выполнен из спеченного графита и покрыт шерстяной тканью, толщина которой 0,5 мм.

Температура электролита в процессе натирания поддерживалась в пределах 25°С.

Были взяты кулачки, спрофилированные по условиям линейного изменения радиусов кривизны по длине линии зацепления и постоянства суммы их радиусов кривизны

О, + )г A sinoЈ const,

0

5

где А 150 мм - межцентровое расстояние , т.е. профиль кулачка 1 (эвольвентного) представляет

собой спираль Архимеда.

В процессе натирания напряжение регулировали по зависимости U,1.

О U0 (I + ) предварительно определив зависимость Yij по натираемой поверхности изделия.

Толщину покрытия контролировали на специальном приспособлении инди5 каторной головкой 1 МИГ (ГОСТ 6996- 75)с ценой деления 0,001 мм. I

Контроль толщины покрытия проводился в следующих точках детали (п, мм)1 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90.

Толщина покрытия, полученная на натираемой поверхности кулачка, находилась в интервале 0,0085-0,009 мм. При использовании известного способа при плотности тока 60 А/дм2 толщина покрытия в разных точках поверхности изменялась от 0,007 до 0,011 мм.

Пример 2. Прямозубое цилиндрическое колесо (Z 18, m 1,5 мм) устанавливают на вал и вводят в соприкосновение с анодом-инструментом, поверхность которого покрыта по эволь- вентному профилю гигроскопичным материалом, который закреплен во впадинах. Анод - инструмент прямозубое цилинд5 рическое колесо: Z 18, та 1,5 мм) устанавливают на втором валу. Электролит подают из дозирующего устройства 6. За счет прецизионных зубчатых колес (т 1,5 мм, Z 18), установ0 ленных на обоих валах, обеспечивают межэлектродный зазор между анодом- инструментом и изделием и исключают деформацию носителя электролита. На втором вал фиксированно устанавливают анод-инструмент, прецизионное зубчатое колесо и червячное колесо. Фиксированно установлены также архимедов червяк, эвольвентный кулачок, упирающийся толкатель. Это обеспечи0 вает синхронное регулирование напряжения по заданному закону. Вращение от электродвигателя передают через вал, червячный редуктор (червяк - червячное колесо) в данном случае с переда5 точным число 18 (соответствует числу зубьев обрабатываемого колеса) на валы 2 и 5. Зафиксированный эвольвентный кулачок (спроектированы кулачки

0

5

для установки по условиям линейного изменения радиусов кривизны по длине зацепления и постоянства радиусов кривизны: р(+ рг A sinai const, где А 27 мм - межцентровое расстоя ние, т.е. профиль эвольвентного кулачка представляет собой спираль Архимеда) соприкасается с толкателем. Силовое замыкание толкателя и кулачка осуществляется за счет пружины. Толкатель связан с ползуном профильного потенциометра, встроенного в систему управления источника питания. Величина потенциала в каждой точке обмотки потенциометра определяется напряжением между ползуном и точкой отсчета и соответствует функции U Ј(Ј). Эвольвентный кулачок обеспечивает фиксацию обрабатываемой точки эвольвентного профиля в каждый момент времени при обкатке. Наличие жесткой связи толкателя с ползуном, кулачка с червяком прецизионных зубчатых колес, анода-инструмента и катода-изделия позволяет обеспечить регулирование напряжения мости

с учетом зависиU

М

7;;)

и исключить профиля.

искажение эвольвентного

0

5

0

струмента толкатель контактирует с точкой эвольвентного кулачка с максимальным радиусом кривизны. Включение источника питания и обкатка анода и катода обеспечивают локальное катодное осаждение покрытия.

Электрохимическое натирание покрытий на эвольвентные профили зубчатых колес (т 1,5 мм, Z 18, ot 20д, р 0) проводили- при числе оборотов анода и катода п 10 об/мин, U0 4 В в элекролите, содержащем, г/л: х5НгО 300; H2S04 15, антраниловая кислота 0,02; температуру электролита поддерживали в пределах 25 +3°С; изменялось от -0,25 до 0,2, при этом U Jj изменялось от 3 до 4 ,8 В при обработке эвольвентного профиля.

При регулировке напряжения по изобретенному способу отклонение профиля зуба составляло /v)0 мкм, в то время как при использовании известного способа оно достигало 60 мкм.

Из примеров следует, что изобретенный способ позволяет существенно повысить равномерность наносимых покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий.

Формула изобретения

Изобретение относится к способам регулирования при электрохимическом1 нанесении покрытий натиранием и может быть использовано в приборостроении, машиностроении для повышения износостойкости и коррозионной стойкости зубчатых колес, винтовых поверхностей, кулачков. Цель изобретения - повышение равномерности нанесения покрытий. Способ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий включает натирание обкаткой изделия анодом-инструментом при вращении изделия вокруг своей оси и регулирование напряжения между изделием и анодом-инструментом при обкатке по зависимости ut j ио(1 + i j) гДе ио номинальное напряжение; у; - удельное скольжение профилей изделия и анода-инструмента при обкатке. Способ позволяет за счет регулирования напряжения по указанной зависимости получать равномерные покрытия на поверхности сложнопрофильных изделий. 1 ил. с (Ј (Л

Значения м предварительно вычисляли для определенных положений профилей зуба обрабатываемого изделия и зуба анода-инструмента.

Напряжение в процессе обкатки регулировали предварительно определив коэффициент удельного скольжения для каждой точки профиля изделия.

Напряжение питания к обрабатываемой детали и аноду-инструменту подавали посредством щеток.

После включения подачи электролита последний дозированно подают через сопло на анод-инструмент. Включают электродвигатель. При вхождении в соприкосновение верхней точки головки зуба обрабатываемого колеса и нижней граничной точки ножки зуба анода инСпособ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий, включающий натирание обкаткой изделия анодом-инструментом при вращении изделия вокруг своей оси и регулирование напряжения между изделием и анодом-инструментом при обкатке, о тличающий- с я тем, что, с целью повышения равномерности нанесения покрытий, регулирование напряжения осуществляют по зависимости

UJJ Ml

7ijb

где U0 - номинальное напряжение;

У ( Удельное скольжение профилей изделия и анода-инструмента при обкатке.