Способ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 Р 21/12 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР! (21), 4320915/02 (22) 26.10,87 (46) 30.03,91. Бюл. № 12. (71) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания (72) В.В.Медведев (53) 621.357.7(088.8) (56) Заявка Японии № 57-120692, кл. С 25 П 5/04, 1982.

Серебрянский Н.И. и Кукконен С,П.

Применение гальванического натирания в ремонте. M., 1969, с.36. (54) СПОСОБ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ HA ПОВЕРХНОСТИ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к способам регулирования при электрохимическом нанесении покрытий натиранием и может быть использовано в приборостроении, машиностроении для повышения

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

Целью изобретения является повышение равномерности нанесения покрытий, Согласно изобретению способ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных изделий включает натирание обкаткой иэделия анодом-инструментом при вращении иэделия вокруг своей оси и регулирование напряжения между изделием и ано„„SU„„1638216 A 1

2 износостойкости и коррозионной стойкости зубчатых колес, винтовых поверхностей, кулачков. Цель изобретения — повышение равномерности нанесения покрытий. Способ электрохимического нанесения покрытий на поверхности сложнопрофильных иэделий включает натирание обкаткой изделия анодом-инструментом при вращении иэделия вокруг своей оси и регулирование напряжения между изделием и анодом-инструментом при обкатке по зависимости

U, = П,(1 + 7; ), где U — номинальное напряжение, 7 — удельное сколь° g 1 жение 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. дом-инструментом при обкатке по зависимости

j =".(2j) где U — номинальное напряжение; ;1 — удельное скольжение профилей изделия и анода-инструмента при обкатке.

На чертеже схематично представлена одна из возможных схем осуществления способа.

Пример 1. Обрабатываемую деталь (кулачок)! устанавливают на вал

2 и вводят в соприкосновение с анодом-инструментом 3, поверхность которого покрыта гигроскопичным износо- стойким материалом 4. Анод-инстру)638216 мент 3 устанавливают на валу 5. Электролит подают из дозирующего устройства 6, За счет увеличенных диаметров приводных. диэлектрических роликов

7 и 8 создается 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

10 соприкасается с толкателем 11, который связан с устройством 12 управления источником 13 питания. Силовое замыкание толкателя 11 и кулачка 10 осуществляется пружиной 14, Напряжение питания подводят к

Г обрабатываемой детали 1 и аноду-инструменту 3 посредством щеток 15 и 16.

После включения подают. через сопло электролит на анод-инструмент, включают электродвигатель 9. Фрикционный контакт диэлектрических роликов 7 и

8 обеспечивает обкатывание обрабатываемого кулачка I и кулачка-инстру— мента 3. Включение источника 13 пита- 25 ния обеспечивает локальное катодное осаждение покрытия на поверхность детали 1, Регулирование рабочего напряжения осуществляют с помощью механизма 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 кулачка (детали) 1 и высокую точность

40 обработки.

Электрохимическое натирание покрытия из меди на поверхности кулачка проводили из электролита, содержащего, г/л: Си$04 5Н О 300; Н $0 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

50 натирания поддерживалась в пределах

25 C.

Были взяты кулачки, спрофилированные по условиям линейного изменения радиусов кривизны по длине линии зацепления и постоянства суммы их радиусов кривизны (), + ()> = А sin g= const, где А = 150 мм — межцентровое расстояние, т. е. профиль кулачка 1 (эвольвентного) представляет собой спираль Архимеда, В процессе натирания напряжение регулировали по зависимости U -

11

= Uo (1 + ), предварительно определив зависимость ; по натираемой поверхности изделия.

Толщину покрытия .контролировали на специальном приспособлении индикаторной головкой 1 МИГ (ГОСТ 699675)с ценой деления 0,001 мм, !

Контроль толщины покрытия проводился в следующих точках детали (р, мм).

60; 65; 70; 75; 80; 85; 90.

Толщина покрытия, полученная на нестираемой поверхности кулачка, находилась в интервале 0,0085-0,009 мм.

При использовании известного способа при плотности тока 60 А/дм толщина покрытия в разных точках поверхности изменялась от 0,007 до 0,011 мм.

Пример .2. Прямозубое цилиндрическое колесо (Z = 18, щ = I 5 мм) устанавливают на вал и вводят в соприкосновение с анодом-инструментом, поверхность которого покрыта по эвольвентному профилю гигроскопичпым материалом, который закреплен во впадинах.

Анод — инструмент прямозубое цилиндрическое колесо: Z = 18, m = 1,5 мм) устанавливают на втором валу. Электролит подают из дозирующего устройства 6. 3а счет прецизионных зубчатых колес (m = 1,5 мм, Z = IS), установленных на обоих валах, обеспечивают межэлектродный зазор между анодоминструментом и изделием и исключают деформацию носителя электролита. На втором валу фиксированно устанавливают анод-инструмент, прецизионное зубчатое колесо и червячное колесо.

Фиксированно установлены также архимедов червяк, эвольвентный кулачок, упирающийся толкатель. Это.обеспечивает синхронное регулирование напряжения по заданному закону. Вращение от электродвигателя передают через вал, червячный редуктор (червяк — червячное колесо) в данном случае с передаточным число 18 (соответствует числу зубьев обрабатываемого колеса) на валы 2 и 5. Зафиксированный эвольвентный кулачок (спроектированы кулачки.1638216 зависимости для установки по условиям линейного изменения радиусов кривизны по длине зацепления и постоянства радиусов кривизны: () + 13z = А sinb(= const, где А = 27 мм — межцентровое расстоя- ние, т,е. профиль эвольнентного кулачка предстанляет собой спираль Архимеда) соприкасается с толкателем.

Силовое замыкание толкателя и кулачка осуществляется за счет пружины.

Толкатель связан с полэуном 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 =

= f(W "). Энольвентный кулачок обес71) печинает фиксацию обрабатываемой точ- 20 ки эвольвентного профиля.в каждый момент времени при обкатке. Наличие жесткой связи толкателя с ползуном, кулачка с червяком прецизионных зубчатых колес, анода-инструмента и като- 25 да-изделия позволяет обеспечить регулирование напряжения с учетом зависимости о(1 71) ) и исключить искажение энольвентного профиля.

Значения Р," предварительно нычис1) ляли для определенных положений профилей зуба обрабатываемого иэделия и зуба анода-инструмента.

Напряжение н процессе обкатки регулировали,предварительно определив

2 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 45 сопло на анод-инструмент. Включают электродвигатель. При вхождении в соприкосновение верхней точки головки зуба обрабатываемого колеса и нижней граничной точки ножки зуба анода-ин- 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 олес (m = 1,5 мм, Z.= 18, р(. = 204, О) проводили- при числе оборотов .нода и катода и 10 об/мин, U = 4 В в элекролите, содержащем, г/л: CuSO r х5Н 0 300; HzS04 = 15, антраниловая кислота 0,02; температуру электролита поддерживали н пределах 25 + 3 С; изменялось от -0,25 до 0,2, при этом

Ui изменялось от 3 до 4,8 В при обработке эвольвентного профиля.

При регулировке напряжения по изобретенному способу отклонение профиля зуба составляло л 10 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

Способ 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 т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения равномерности нанесения покрытий, регулирование напряжения осуществляют по

"11 = "о(+ 7 )У где U4 — номинальное напряжение;

7 ) — удельное скольжение профи1) лей изделия и анода-инструмента при обкатке.

1б38216

Составитель Ю.- Ипатов

Texpep JI,Cåðäþêoâà Корректор M Самборская

Редактор А.Маковская

Заказ 904 Тираж 402 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101