專利名稱：：發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于電刷鍍的設備，具體是指用微機程序控制工序工步，對缺損的多缸發(fā)動機缸體實施一次裝卡多工位電刷鍍修補的"發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備"。
背景技術：
：汽車發(fā)動機缸體是發(fā)動機上體積最大、質量最重、結構最復雜、附加值(由于鑄造和機加工等工序)最高的零件，但使用過的發(fā)動機缸體由于汽缸孔變形、磨損等原因造成尺寸超差而無法再次使用，如果將其報廢其體內所蘊含的巨大附加值也將隨之消失，而采用適當?shù)募夹g手段使其恢復缸孔尺寸和表面性能就能避免這種巨大的浪費，符合我國當前的節(jié)能減排政策。發(fā)明人在前期曾針對內孔類零件的刷鍍開發(fā)了內孔類零部件的電刷鍍鍍筆、裝置和方法，但其刷鍍工藝只能單孔實施，鍍液的更換靠手工輔助完成。而針對發(fā)動機缸體等這種體積龐大、結構復雜的零件，無論采用手工刷鍍還是現(xiàn)有的半自動化和自動化刷鍍方案尚都無法解決。結合前期應用經驗，采用發(fā)明人研發(fā)的內孔電刷鍍裝置和方法解決缸孔的修復尚有以下幾個問題需要解決。(1)解決缸孔一端的密封問題(多個缸孔同時密封)；(2)解決多個缸孔能同時或依次刷鍍的問題；(3)解決鍍液更換的自動化問題(手工更換影響節(jié)拍、降低效率、容易出錯混液)；(4)解決內孔鍍筆的芯軸和陽極固定螺栓電解污染鍍液的問題(由于導電的需要，芯軸和陽極固定螺栓采用金屬材料制成，另外為了盡量減少陽極材料的浪費，要求其長度盡可能與刷鍍的內孔深度一致，這樣就使芯軸的裸露部分和固定螺栓浸泡在刷鍍液中，刷鍍過程中同時電解，即污染鍍液又影響鍍筆使用壽命)；(5)解決沖洗水的加熱問題(在電刷鍍金屬鍍層時，由于放電產生的大量熱會使刷鍍的工件溫度提升很高，如采用冷水沖洗(特別是冬天)，會由于工件驟冷而造成鍍層開裂或脫落)；(6)解決控制部分刷鍍工藝的開放性問題(操作人員能依據(jù)實際情況更改刷鍍工藝，增強設備的靈活性)。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術的不足，提高電刷鍍的加工速度，縮短生產周期，并能適應大批量修復生產，而提出一種立式刷鍍設備。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案—種立式電刷鍍設備，其通過微機及程控電器控制各部件，其包括主軸箱、程控電3器、二維刷鍍平臺及鍍液供收裝置；所述主軸箱設有主軸，主軸連接刷鍍筆；主軸箱連接Z導軌立柱，Z導軌立柱垂直于二維刷鍍平臺，其上設有Z導軌；主軸箱通過主軸電機、Z導軌絲杠沿Z導軌做往復運動；所述二維刷鍍平臺上設有絕緣平臺，絕緣平臺用以承載工件；二維刷鍍平臺下設有XY二維導軌，該XY二維導軌由X導軌和Y導軌組成，二維刷鍍平臺可在X導軌電機及Y導軌電機的帶動下沿X導軌和Y導軌運動；所述鍍液供收裝置包括供液回液系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)，所述供液回液系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)均連接分液裝置。所述刷鍍筆包括錐柄、芯軸、上下支架及刷鍍板；所述錐柄與上支架連接，錐柄下連接芯軸，芯軸外設有芯軸護套，至少3個電解板圍繞芯軸護套設置，并插入下支架設置的電解板限制槽內；所述上支架設有氣密室，該上支架外還設有至少3個刷鍍板；下支架設有若干泄液孔。所述電解板與刷鍍板不重合設置。此結構設置可以避免刷鍍板影響電解板電解。所述絕緣平臺為臺體上設有過容槽，過容槽底部設有過容槽泄液口，上部設有密封圈，過容槽下方設有斜底集液槽及集液槽泄液口；所述臺體上還設有定位塊，定位塊上設有定位點或定位螺栓。所述Y導軌包括Y導軌絲杠、Y導軌絲母和Y導軌電機；所述X導軌包括X導軌絲杠、X導軌絲母和X導軌電機。分液裝置結構為分液電機上設有支架，該支架上設有固定盤，所述固定盤下部連接若干回液管接頭，固定盤上方設有進液斜管(此處結構代理人不是很清楚)；分液電機與分液轉盤通過傳動銷和鎖緊螺母連接；一固定板套設于進液斜管口用于固定進液斜管。所述供液回液系統(tǒng)為進液斜管通過進液管與集液槽泄液口連通；所述若干回液管接頭通過回液管分別與其對應的儲液箱連接；所述儲液箱設有注液管，該注液管端部設有注液嘴，所述注液嘴對準工件口。所述沖洗系統(tǒng)為加溫裝置與自來水管相連，其上還設置有沖洗管及沖洗電磁閥，沖洗管口對準工件口；所述分液裝置的回液管接頭連接廢水槽。所述設備還包括一防護罩，防護罩正面裝有雙扇推拉門和兩個側門，一抽風機裝置在所述防護罩的頂部。所述設備還包括降溫裝置，所述降溫裝置為固定在防護罩后面的電器柜和掛在其外面的冷氣機。本體上的Y滑動導軌與X滑動導軌組成二維刷鍍平臺通過各自的驅動電機、絲杠、絲母精確定位。固定在二維刷鍍平臺上的絕緣平臺實現(xiàn)對多孔工件的自重多位密封、與本體絕緣、承載定位，并對準固定在沿Z坐標滑動的主軸上的有芯刷鍍筆。有芯刷鍍筆采用錐柄芯軸與主軸連接，鍍刷用絕緣支架固定在芯軸上，電解板在氣密室內用螺栓連接在芯軸上。刷鍍筆和加工表面在不同的刷鍍工序過程中完全浸泡在不同的鍍液里。電腦程序控制供液泵、電磁閥、分液盤，定時定量定方位完成各種鍍液的供排與更換鍍液前后的清洗。同時將刷鍍電流加載于帶防護裝置的芯軸上，通過電解板到鍍液與多孔工件構成回路。配合有芯刷鍍筆高精度旋轉完成刷鍍修補。立式電刷鍍設備的輔助設施配置在防護罩的外面，功能在于保障大電流長時間的4刷鍍而不間斷。包括自來水加溫裝置接入自來水管，加溫處理后的自來水貯存在圓柱形的保溫容器內，由其上的沖洗電磁閥控制，經沖洗熱水管從主軸附近的噴嘴噴出，用于更換鍍液前后的清洗與凈化。抽風機位于防護罩的最高處，通過通往室外的排風管道將防護罩內的鍍液揮發(fā)氣體抽走，確保操作人員不受揮發(fā)氣體的傷害；降溫裝置是用來冷卻電器柜內的微機、程控系統(tǒng)、大功率刷鍍電源，固定在電器柜外側最上沿的專用冷卻設施，經冷卻后自然下沉的涼空氣輸入到電器柜內的最高處，依次冷卻柜內的所有電器；可以轉動便于操作的控制面板裝置在防護罩推拉門旁邊，運行程序的信息和面板上的各種按鈕可實施對整個立式刷鍍中心的操控，都能及時的顯示在面板上端的液晶屏上。本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果1、利用微機程序控制X、Y、Z、三維滑動導軌，移動X、Y二維刷鍍平臺定位絕緣平臺上的多孔工件。刷鍍筆朝下固定于沿Z坐標滑動，以高精度的主旋轉和垂直輔助運動完成刷鍍修補。因此能得到高質量的鍍層。2、由于有心鍍筆和加工表面在不同的刷鍍工序過程中都是完全浸泡在不同的鍍液里。每次更換鍍液之間與開始和結束都需要用干凈水清洗，過程繁瑣重復。用微機程序通過電磁閥控制各種鍍液的供、排順序，時間與供量，不但節(jié)省了時間而且準確無誤；3、電刷鍍使用的所有鍍液的任何兩種一旦混合當即報廢，回收待用的鍍液用微機程序通過分液盤控制鍍液排放方位，即可提高速度又可避免不必要的浪費；4、使用帶電解材料連接氣密室的"有心鍍筆"，這種鍍筆有很好的定心性，靠氣密室的作用防止了鍍液對芯軸和電解材料固定螺栓的電解，確保鍍液的純凈，更進一步提高了鍍層的質量；5、設置在防護罩后邊的圓柱形清潔水"加溫處理系統(tǒng)"，提供更換鍍液時的清潔沖洗用水，用加溫處理過的熱水沖洗刷鍍系統(tǒng)提高了換鍍液之間的清潔程度，而且避免了冷水沖洗易造成鍍層驟冷而開裂，可提高鍍層質量；6、鍍液揮發(fā)氣體的"排氣裝置"包括一個帶推拉門和側門的防護罩，將連續(xù)刷鍍產生的大量揮發(fā)氣體抽走，防止有害氣體對操作人員身體健康的危害；7、將微機、程控電器、大功率刷鍍電源裝置于一個電器柜內，用冷氣機降溫，確保連續(xù)刷鍍不會間斷。8、鍍層增長快質量好，與被鍍工件結合牢固不易爆皮脫落、連續(xù)工作性能好產量高、操作簡單容易掌握、適合較大的批量修復生產、采用人性化設計能實現(xiàn)關門封閉生產，可防止揮發(fā)氣體危害操作人員的身體健康。圖1為本發(fā)明立式電刷鍍設備主視結構示意圖；圖2為本發(fā)明立式電刷鍍設備左視結構示意圖；圖3為分液盤裝置結構示意圖；圖4為刷鍍筆結構示意圖；圖5為圖4A-A部剖視圖6為圖4B-B部剖視圖；圖7為絕緣平臺結構示意圖，上圖為側視結構示意圖，下圖為俯視結構示意圖；具體實施例方式如圖1-7所示，本體1是電刷鍍中心的支撐基礎，裝有Y導軌電機30、Y導軌絲杠27通過Y導軌絲母28與XY二維導軌2相連。固定在XY二維導軌2上的X導軌電機3、X導軌絲杠4通過X導軌絲母5與二維刷鍍平臺25相連。絕緣平臺24固定在二維刷鍍平臺25的上平面，用絕緣平臺24上平面的定位塊7定位工件22?？刂泼姘?1通過微機16和程控電器10操控Y導軌電機30、X導軌電機3使工件22對準刷鍍筆14。Z導軌立柱21垂直于XY二維導軌2，與本體1鋼性連接成一體。通過固定在其上的Z導軌絲杠45、Z導軌絲母44與主軸箱17相連。主軸箱電機18通過主軸箱17分別與主軸20上的刷鍍筆14、Z導軌絲母44相連，根據(jù)控制面板11、微機16和程控電器的指令適時完成刷鍍筆14的主旋轉和上下退進運動。如圖2所示，所有鍍液分別儲存于防護罩26最底層儲液箱36內，其上的鍍液泵37根據(jù)控制面板11、微機16程控電器10的指令將鍍液經各自的注液管38、注液嘴41按順序和時間定量注入工件22的被刷鍍內腔。每道刷鍍工序前后儲存于掛在防護罩26后面的圓柱形加溫裝置23內的熱水，經沖洗電磁閥43和沖洗管42和注液嘴41噴出清洗刷鍍筆14與工件22及分液轉盤53。每道刷鍍工序和清洗完成后，所有鍍液和清洗用水全部經過容槽40和根據(jù)控制面板11通過微機16和程控電器10打開的排液電磁閥31排入集液槽32再經按控制面板11通過微機16和程控電器10指令對準分液轉盤53的通道55、回液管34流入各自的儲液箱36內。如圖3所示，分液電機46利用支架63、支架螺釘49固定在固定盤61下面，固定盤61上設有至少六個回液管接頭62，根據(jù)控制面板11、微機16、程控電器10的指令通過傳動銷47驅動分液轉盤53轉動，使通道55對準需要使用的回液管接頭62。裝在通道密封圈座59上的通道密封圈60通過鎖緊螺母48、彈片52施壓而密封固定盤61與分液轉盤53之間的活動間隙。進液斜管54的進液端被定位板51定位板螺釘50固定在固定盤61上，另一端利用壓片螺釘56、壓片57、密封圈58固定在分液轉盤53中間，組成可變化的分液盤通道55使回收鍍液各歸其位。如圖4至6所示，是刷鍍筆14靠芯軸67上的錐柄65與主軸20連接，用固定孔64鎖緊在主軸20上。帶氣密室的鍍刷上支架68由上鍵81定向，用壓緊螺母66將氣密室密封圈80—起壓緊在芯軸67上，形成氣密室70，配合芯軸護套72保護芯軸67伸入鍍液部分不被浸泡電解。鍍刷下支架74由小頭鍵77定向裝在與帶氣密室的鍍刷上支架68對應芯軸67的最下端，三組刷板79與其上的刷毛78以圓周等分的位置用鍍刷螺釘69固定在帶氣密室的鍍刷上支架68和鍍刷下支架74的外沿。三塊電解板73與三組刷板79和其上的刷毛78錯開角度，避免刷板干涉電解板導電和均勻電解，利用電解材料固定螺栓71將三塊電解板73的上端在氣密室70內固定連接在芯軸67上，下端插入有泄液孔76的電解板限制槽75內。如圖7所示，臺體87通過10個螺栓孔90固定于二維刷鍍平臺25的上平面，根據(jù)工件22的形狀在臺體87的A向平面有6個過容槽40，6個槽底同深的密封圈槽85，裝有66個密封圈88，利用工件22的自重同時對被刷鍍的6個內孔與絕緣平臺24之間的單個獨立密封。臺體87的A向平面上還有6個定位塊7，之上裝有三個定位點89和相對的位置上三個定位螺栓82，用于對工件22的精確定位。臺體87的A向平面上還有一個斜底集液槽86，完成各道工序回收的各種鍍液與沖洗水從裝在過容槽泄液口84上的排液電磁閥31放入集液槽86，經集液槽泄液口83進入分液轉盤53。圖1中，防護罩26正面裝有雙扇推拉門6和兩個側門8，關門后形成一個封閉工作空間。抽風機19裝置在防護罩26的頂部，工作時各種鍍液的揮發(fā)氣體集中在防護罩26里面的頂部，由抽風機19抽走。降溫裝置包括固定在防護罩26后面的電器柜13和掛在其外面最高處的冷氣機15，冷卻后的涼空氣送入電器柜13頂部，利用涼空氣的自動下沉，依次對微機16、程控電器10、刷鍍電源9進行冷卻，以保證大電流長時間不間斷地正常工作。采用本發(fā)明設備再制造斯太爾發(fā)動機缸體與生產新缸體情況對比見表1。發(fā)明人將該設備在濟南復強動力有限公司的發(fā)動機再制造生產線上用于斯太爾發(fā)動機缸體汽缸孔的再制造(修復)，再制造1臺斯太爾缸體平均需耗時2.5個小時，消耗200300g金屬，耗電8.5KW，再制造綜合成本450元/臺(詳見表1)。不僅解決了缸體類零件一直無法再制造的難題，而且創(chuàng)造力巨大的經濟和社會效益。表1采用本發(fā)明設備再制造斯太爾發(fā)動機缸體與生產新缸體情況對比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>對比項目生產新缸體再制造舊缸體對比備注銷售價格(元)■04500降低了50%再制造產品在享有新品同樣質保的前提下，銷售價格僅是新品的50%。利潤率100%999%提高了10倍雖然銷售價格減少了一半，但由于生產成本的極大降低，利潤率依然提高了10倍。權利要求一種發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其通過微機及程控電器控制各部件，其特征在于，其包括主軸箱、程控電器、二維刷鍍平臺及鍍液供收裝置；所述主軸箱設有主軸，主軸連接刷鍍筆；主軸箱連接Z導軌立柱，Z導軌立柱垂直于二維刷鍍平臺，其上設有Z導軌；主軸箱通過主軸電機、Z導軌絲杠沿Z導軌做往復運動；所述二維刷鍍平臺上設有絕緣平臺，絕緣平臺用以承載工件；二維刷鍍平臺下設有XY二維導軌，該XY二維導軌由X導軌和Y導軌組成，二維刷鍍平臺可在X導軌電機及Y導軌電機的帶動下沿X導軌和Y導軌運動；所述鍍液供收裝置包括供液回液系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)，所述供液回液系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)均連接分液裝置。2.根據(jù)權利要求1所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述刷鍍筆包括錐柄、芯軸、上下支架及刷鍍板；所述錐柄與上支架連接，錐柄下連接芯軸，芯軸外設有芯軸護套，至少3個電解板圍繞芯軸護套設置，并插入下支架設置的電解板限制槽內；所述上支架設有氣密室，該上支架外還設有至少3個刷鍍板；下支架設有若干泄液孔。3.根據(jù)權利要求2所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述電解板與刷鍍板不重合設置。4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述絕緣平臺為臺體上設有過容槽，過容槽底部設有過容槽泄液口，上部設有密封圈，過容槽下方設有斜底集液槽及集液槽泄液口；所述臺體上還設有定位塊，定位塊上設有定位點或定位螺栓。5.根據(jù)權利要求4所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述Y導軌包括Y導軌絲杠、Y導軌絲母和Y導軌電機；所述X導軌包括X導軌絲杠、X導軌絲母和X導軌電機。6.根據(jù)權利要求5所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，分液裝置結構為分液電機上設有支架，該支架上設有固定盤，所述固定盤下部連接若干回液管接頭，固定盤上方設有分液轉盤，分液轉盤內設有進液斜管和進液通道；進液通道口尺寸和回液管接頭口尺寸相同；分液電機與分液轉盤通過傳動銷和鎖緊螺母連接；一固定板套設于進液斜管口用于固定進液斜管。7.根據(jù)權利要求6所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述供液回液系統(tǒng)為進液斜管通過進液管與集液槽泄液口連通；所述若干回液管接頭通過回液管分別與其對應的儲液箱連接；所述儲液箱設有注液管，該注液管端部設有注液嘴，所述注液嘴對準工件口。8.根據(jù)權利要求5、6或7所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述沖洗系統(tǒng)為加溫裝置與自來水管相連，其上還設置有沖洗管及沖洗電磁閥，沖洗管口對準工件口；所述分液裝置的回液管接頭連接廢水槽。9.根據(jù)權利要求8所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述設備還包括一防護罩，防護罩正面裝有雙扇推拉門和兩個側門，一抽風機裝置在所述防護罩的頂部。10.根據(jù)權利要求9所述的發(fā)動機缸體全自動立式電刷鍍設備，其特征在于，所述設備還包括降溫裝置，所述降溫裝置為固定在防護罩后面的電器柜和掛在其外面的冷氣機。全文摘要本發(fā)明公開一種具有X、Y、Z、三維滑動導軌實施精確定位，用微機程序控制工序工步；裝有根據(jù)工序自動加注、用分液盤分類回收儲存的“鍍液供收系統(tǒng)”；裝在Z滑動軌道上的主軸箱上帶電解材料連接氣密室的“有心鍍頭”；具有絕緣、自重多位密封、收集鍍液、承載定位工件的多種功能的非金屬“絕緣平臺”；掛在防護罩后面換液前后清潔用水的圓柱形“加溫處理系統(tǒng)”；微機、程控電器柜大功率刷鍍電源的“降溫系統(tǒng)”；鍍液揮發(fā)氣體“排氣裝置”；對磨損與缺損的“多孔工件”實施一次裝卡多工位電刷鍍修補的可連續(xù)大功率大批量生產的“立式電刷鍍中心”。文檔編號C25D5/00GK101748455SQ201010103228公開日2010年6月23日申請日期2010年1月28日優(yōu)先權日2010年1月28日發(fā)明者呂耀輝,徐濱士,楊華,汪笑鶴,胡振峰申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院