本發(fā)明涉及到一種電化學加工裝置，具體是涉及諸如凸輪軸、曲軸、主軸等長徑比大、存在非連續(xù)、多加工位置金屬零件的電化學加工裝置。

背景技術：

電化學加工技術屬于特種加工領域，其主要原理是在鍍液環(huán)境下借助電化學反應的方式實現(xiàn)對難切削金屬材料、難切削結構(微細、薄壁、異形等)的去除和實現(xiàn)對表面修復、整形以及強化的一種加工方法，主要包括電解(去除)、電鑄(增材制造)、電鍍(裝飾、修復、強化)加工等加工形式；依照鍍液槽結構可以分為槽鍍和電刷鍍兩種類型；所采用電源包括單向直流電源、單向脈沖電源和雙向脈沖電源。加工時零件被加工部位被置于鍍液槽中，被稱為槽鍍加工，在槽鍍加工前需要對置入鍍液中的所有非加工位置進行絕緣處理。電刷鍍是擺脫槽鍍的工藝方法之一，可以在線在位加工。不論是槽鍍還是電刷鍍對諸如曲軸、凸輪軸等大尺寸零件而言，均存在一定的局限性，嚴重制約該加工工藝方法的推廣和應用。該類零件具有如下特點：

1、零件包含多個形狀相同的、不連續(xù)的結構特征，比如凸輪軸含有數(shù)個形狀完全相同、方位存在差異的桃形工作面，曲軸存在數(shù)個主軸頸和連桿頸；

2、上述特征具有不連續(xù)性；

3、上述特征部位的表面質量、硬度、耐磨性等技術要求較高；

4、零件的整體尺寸大。

對于槽鍍來說，存在鍍液量大、控制精度低、電源功率大等一系列問題；由于電刷鍍的陰極(被加工零件)暴露在空氣中，其所采用的電源只能采用直流電源或單向脈沖電源，無法借助雙向脈沖電源的反向脈沖對被加工表面實現(xiàn)瞬時電解、能夠細化晶粒和消除鍍層缺陷的優(yōu)勢，經過電刷鍍加工的表面性能受到限制，無法滿足特定的工況要求。

因此，本發(fā)明針對曲軸、凸輪軸等大尺寸零件的多個局部表面的強化要求，提出一種既能施加雙向脈沖電源，又能節(jié)省鍍液的電化學加工裝置。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種既能施加雙向脈沖電源，又能節(jié)省鍍液的零件電化學加工裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：零件電化學加工裝置，包括基座、具有垂直移動功能的豎直滑臺、具有水平移動功能的水平滑臺、固定旋轉組件、輔助電極旋轉及移動組件和鍍液槽組件；

所述的固定旋轉組件用于固定被加工零件并使被加工零件旋轉和角度定位；

所述的豎直滑臺位于基座的右側，所述的鍍液槽組件固定在豎直滑臺上，輔助電極旋轉及移動組件固定在鍍液槽組件上且位于鍍液槽組件的上方；

所述的水平滑臺位于基座的上部，固定旋轉組件固定在水平滑臺上。

所述的固定旋轉組件包括電機A和三爪卡盤，所述的電機A固定在水平滑臺的滑塊A上，所述的三爪卡盤固定在電機A的主軸上；

所述的鍍液槽組件包括鍍液槽支架、鍍液循環(huán)及液位控制組件、鍍液溫度控制組件和pH計；所述的鍍液槽支架的右端固定在豎直滑臺上、左端與左半槽連接；所述的鍍液槽支架的左端結構構成右半槽，所述的右半槽和左半槽共同構成主鍍液槽，主鍍液槽的右側為副鍍液槽；所述的主鍍液槽為對開式結構；

所述的主鍍液槽底面為左高右低的斜面，底面最低處安裝有可調閥門與副鍍液槽連通，副鍍液槽用于臨時存放鍍液，其底面低于主鍍液槽；主鍍液槽底部有一豎直圓形通孔，豎直圓形通孔內裝配有剖分式密封環(huán)，密封環(huán)起到密封鍍液槽豎直圓形通孔和被加工零件之間間隙的作用；

所述的鍍液循環(huán)及液位控制組件包括循環(huán)過濾泵、輸液管和可調閥門，用于控制主鍍液槽的液面位置；所述的循環(huán)過濾泵安裝在副鍍液槽內，通過輸液管連通主鍍液槽和副鍍液槽；

所述的鍍液溫度控制組件包括溫控單元和溫控管，用于設定鍍液溫度并控制鍍液溫度恒定在所設定溫度范圍內，所述的溫控單元安裝在鍍液槽支架上，通過溫控管連接到鍍液槽內；

所述的pH計安裝在副鍍液槽內，用于實時監(jiān)測鍍液酸堿度，并與酸堿度預設區(qū)間比較，超范圍報警；

所述的輔助電極旋轉及移動組件包括基板、電機B、電機帶輪、v型帶、空心帶輪、L型支架和鈦籃，所述的空心帶輪通過軸承與基板連接，電機B固定在基板上，電機帶輪通過v型帶帶動空心帶輪旋轉，L型支架的豎直面和水平面均開有一字型槽，L型支架通過位于豎直面上的一字槽與空心帶輪連接，L型支架通過其水平面上的一字槽與鈦籃連接，水平面上的一字槽用于調整鈦籃與被加工零件的相對位置；鈦籃中存放高純度金屬球，作為輔助電極；被加工零件安裝在三爪卡盤上；鈦籃中的金屬球在鍍液的浸泡和沖刷下起著提供電極導電和控制電流分布的作用。

進一步地，所述的基座包括底板、┏形板和豎板，所述的底板、┏形板和豎板構成一個帶缺口的門框結構；所述的┏形板固定在底板的左側，┏形板上部的水平板下側安裝水平滑臺；所述的豎板固定在底板的右側，豎板的左側安裝豎直滑臺。

進一步地，所述的水平滑臺包括絲杠A、螺母A、滑塊A、滑動導軌A、固定板A、旋轉手柄A、軸承座A、軸承座支撐板A和鎖緊手柄組件A；軸承座支撐板A固定在滑動導軌A上，絲杠A固定在軸承座A中軸承的內圈，軸承座A使絲杠A只能繞著其軸心線轉動，旋轉手柄A與絲杠A固定連接，旋轉手柄A的旋轉中心與絲杠A的軸心重合，通過旋轉旋轉手柄A帶動絲杠A旋轉，螺母A與絲杠A組成絲杠螺母副，滑塊A與滑動導軌A組成滑動副，滑塊A沿著滑動導軌A移動，固定板A與螺母A固定連接，進而與螺母A固定在一起的滑塊A沿著軸線方向移動，固定板A與滑塊A固定連接，鎖緊手柄組件A固定在固定板A上；

所述的豎直滑臺包括絲杠B、螺母B、滑塊B、滑動導軌B、固定板B、旋轉手柄B、軸承座B、軸承座支撐板B和鎖緊手柄組件B，軸承座支撐板B固定在滑動導軌B上，絲杠B固定在軸承座B中軸承的內圈，軸承座B使絲杠B只能繞著其軸心線轉動，旋轉手柄B與絲杠B固定連接，旋轉手柄B的旋轉中心與絲杠B的軸心重合，通過旋轉旋轉手柄B帶動絲杠B旋轉，螺母B與絲杠B組成絲杠螺母副，滑塊B與滑動導軌B組成滑動副，滑塊B沿著滑動導軌B移動，固定板B與螺母B固定連接，進而與螺母B固定在一起的滑塊B沿著軸線方向移動，固定板B與滑塊B固定連接，鎖緊手柄組件B固定在固定板B上；

所述的鎖緊手柄組件A包括摩擦塊、手柄連接板、手柄主軸和手柄，所述的手柄連接板與手柄組成旋轉副，手柄上的外螺紋與摩擦塊的內螺紋組成螺紋副，所述的手柄通過手柄主軸連接摩擦塊，手柄連接板和摩擦塊分別位于導軌槽的內外兩側，通過旋轉手柄調整手柄連接板和摩擦塊的距離進而調整摩擦力實現(xiàn)滑塊A與滑動導軌A的制動；

所述的鎖緊手柄組件B與鎖緊手柄組件A結構相同，通過旋轉鎖緊手柄組件B實現(xiàn)滑塊B與滑動導軌B的制動。

進一步地，所述的鍍液槽支架右端通過螺栓連接固定在豎直滑臺上，其左端通過密封條、緊固螺母和緊固螺栓與左半槽連接。

進一步地，所述的左半槽和右半槽接觸面上均開有半圓槽，半圓槽內放有密封條，密封條起到密封主鍍液槽的作用。

進一步地，所述的L型支架的豎直面通過一字槽中的固定螺釘B與空心帶輪連接，水平面通過一字槽中的固定螺釘A與鈦籃連接。

進一步地，所述的輔助電極旋轉及移動組件通過螺栓連接在鍍液槽組件的鍍液槽支架上的空心帶輪內壁上。

進一步地，所述的剖分式密封環(huán)包括剖分式密封半環(huán)A和剖分式密封半環(huán)B，剖分式密封環(huán)形成一環(huán)形中心孔。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明充分利用被加工零件所具有多個被施鍍位置的特點，通過采用對開式鍍液槽結構、多施鍍位置依次加工方法，既有電刷鍍所具有的方便快捷等特點，也有槽鍍所具有的被加工零件與空氣隔絕等優(yōu)點，解決了凸輪軸、曲軸等大尺寸零件的電化學加工中所需鍍液量大、電源功率大、加工精度低、結構笨重等問題。該裝置結構新穎、操作方便、安全環(huán)保、適用性強。

2、本發(fā)明采用多個施鍍位置依次分別加工的思路，實現(xiàn)所需鍍液量最大程度的縮小，節(jié)約化學藥品，有利于環(huán)境保護。

3、本發(fā)明采用主副鍍液槽和帶斜度的主鍍液槽底面結構實現(xiàn)了主鍍液槽加工、副鍍液槽儲存，便于多工位間的快速轉移。

4、本發(fā)明采用對開式鍍液槽結構解決了被加工零件與鍍液槽的安裝問題，方便快捷。

5、本發(fā)明采用剖分式密封環(huán)結構，通過更換密封環(huán)內徑大小實現(xiàn)不同尺寸零件的安裝固定，擴大了本發(fā)明的適用范圍。

6、本發(fā)明可以采用簡單輔助電極旋轉式加工，也可通改變鈦籃形狀實現(xiàn)仿形電極靜止式加工。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是水平滑臺組件示意圖。

圖3是輔助電極旋轉組件結構示意圖。

圖4是鍍液槽組件結構示意圖。

圖5是輔助電極旋轉及移動組件結構示意圖。

圖6是手柄鎖緊組件結構示意圖。

圖7是實施例零件結構示意圖。

圖中：1、基座，2、水平滑臺，3、固定旋轉組件，4、豎直滑臺，5、輔助電極旋轉組件，6、鍍液槽組件，21、滑動導軌A，22、滑塊A，23、鎖緊手柄組件A，24、固定板A，25、螺母A，26、絲杠A，27、軸承座支撐板A，28、軸承座A，29、旋轉手柄A，231、手柄，232、手柄主軸，233、手柄連接板，234、摩擦塊，31、電機A，32、三爪卡盤，41、旋轉手柄B，42、鎖緊手柄組件B，43、絲杠B，44、螺母B，45、固定板B，46、滑塊B，47、滑動導軌B，51、基板，52、軸承，53、空心帶輪，54、v型帶，55、電機B，56、電機帶輪，61、鈦籃，62、L型支架，63、固定螺釘A，64、固定螺釘B、71、左半槽，72、鍍液槽支架，73、輸液管，74、副鍍液槽，75、循環(huán)過濾泵，76、溫控管，77、溫控單元，78、可調閥門，79、pH計，710、剖分式密封半環(huán)A，711、剖分式密封半環(huán)B，712、緊固螺母，713、密封條，714、緊固螺栓，80、凸輪軸，81、鍍液槽固定位置，82、桃形工作面，83、三爪卡盤夾緊位置。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1-6所示，零件電化學加工裝置，包括基座1、具有垂直移動功能的豎直滑臺4、具有水平移動功能的水平滑臺2、固定旋轉組件3、輔助電極旋轉及移動組件和鍍液槽組件6；

所述的固定旋轉組件3用于固定被加工零件并使被加工零件旋轉和角度定位；

所述的豎直滑臺4位于基座1的右側，所述的鍍液槽組件6固定在豎直滑臺4上，輔助電極旋轉及移動組件固定在鍍液槽組件6上且位于鍍液槽組件6的上方；

所述的水平滑臺2位于基座1的上部，固定旋轉組件3固定在水平滑臺2上。

所述的固定旋轉組件3包括電機A31和三爪卡盤32，所述的電機A31固定在水平滑臺2的滑塊A22上，所述的三爪卡盤32固定在電機A31的主軸上；

所述的鍍液槽組件6包括鍍液槽支架72、鍍液循環(huán)及液位控制組件、鍍液溫度控制組件和pH計79；所述的鍍液槽支架72的右端固定在豎直滑臺4上、左端與左半槽71連接；所述的鍍液槽支架72的左端結構構成右半槽，所述的右半槽和左半槽71共同構成主鍍液槽，主鍍液槽的右側為副鍍液槽74；所述的主鍍液槽為對開式結構；

所述的主鍍液槽底面為左高右低的斜面，底面最低處安裝有可調閥門78與副鍍液槽74連通，副鍍液槽74用于臨時存放鍍液，其底面低于主鍍液槽；主鍍液槽底部有一豎直圓形通孔，豎直圓形通孔內裝配有剖分式密封環(huán)，密封環(huán)起到密封鍍液槽豎直圓形通孔和被加工零件之間間隙的作用；

所述的鍍液循環(huán)及液位控制組件包括循環(huán)過濾泵75、輸液管73和可調閥門78，用于控制主鍍液槽的液面位置；所述的循環(huán)過濾泵75安裝在副鍍液槽74內，通過輸液管73連通主鍍液槽和副鍍液槽74；

所述的鍍液溫度控制組件包括溫控單元77和溫控管76，用于設定鍍液溫度并控制鍍液溫度恒定在所設定溫度范圍內，所述的溫控單元77安裝在鍍液槽支架72上，通過溫控管76連接到鍍液槽內；

所述的pH計79安裝在副鍍液槽74內，用于實時監(jiān)測鍍液酸堿度，并與酸堿度預設區(qū)間比較，超范圍報警；

所述的輔助電極旋轉及移動組件包括基板51、電機B55、電機帶輪56、v型帶54、空心帶輪53、L型支架62和鈦籃61，所述的空心帶輪53通過軸承52與基板51連接，電機B55固定在基板51上，電機帶輪56通過v型帶54帶動空心帶輪53旋轉，L型支架62的豎直面和水平面均開有一字型槽，L型支架62通過位于豎直面上的一字槽與空心帶輪53連接，L型支架62通過其水平面上的一字槽與鈦籃61連接，水平面上的一字槽用于調整鈦籃61與被加工零件的相對位置；鈦籃61中存放高純度金屬球，作為輔助電極；被加工零件安裝在三爪卡盤32上；鈦籃61中的金屬球在鍍液的浸泡和沖刷下起著提供電極導電和控制電流分布的作用。

進一步地，所述的基座1包括底板、┏形板和豎板，所述的底板、┏形板和豎板構成一個帶缺口的門框結構；所述的┏形板固定在底板的左側，┏形板上部的水平板下側安裝水平滑臺2；所述的豎板固定在底板的右側，豎板的左側安裝豎直滑臺4。

進一步地，所述的水平滑臺2包括絲杠A26、螺母A25、滑塊A22、滑動導軌A21、固定板A24、旋轉手柄A29、軸承座A28、軸承座支撐板A27和鎖緊手柄組件A23；軸承座支撐板A27固定在滑動導軌A21上，絲杠A26固定在軸承座A28中軸承的內圈，軸承座A28使絲杠A26只能繞著其軸心線轉動，旋轉手柄A29與絲杠A26固定連接，旋轉手柄A29的旋轉中心與絲杠A26的軸心重合，通過旋轉旋轉手柄A29帶動絲杠A26旋轉，螺母A25與絲杠A26組成絲杠螺母副，滑塊A22與滑動導軌A21組成滑動副，滑塊A22沿著滑動導軌A21移動，固定板A24與螺母A25固定連接，進而與螺母A25固定在一起的滑塊A22沿著軸線方向移動，固定板A24與滑塊A22固定連接，鎖緊手柄組件A23固定在固定板A24上；

所述的豎直滑臺4包括絲杠B43、螺母B44、滑塊B46、滑動導軌B47、固定板B45、旋轉手柄B41、軸承座B、軸承座支撐板B和鎖緊手柄組件B42，軸承座支撐板B固定在滑動導軌B47上，絲杠B43固定在軸承座B中軸承的內圈，軸承座B使絲杠B43只能繞著其軸心線轉動，旋轉手柄B41與絲杠B43固定連接，旋轉手柄B41的旋轉中心與絲杠B43的軸心重合，通過旋轉旋轉手柄B41帶動絲杠B43旋轉，螺母B44與絲杠B43組成絲杠螺母副，滑塊B46與滑動導軌B47組成滑動副，滑塊B46沿著滑動導軌B47移動，固定板B45與螺母B44固定連接，進而與螺母B44固定在一起的滑塊B46沿著軸線方向移動，固定板B45與滑塊B46固定連接，鎖緊手柄組件B42固定在固定板B45上；

所述的鎖緊手柄組件A23包括摩擦塊234、手柄連接板233、手柄主軸232和手柄231，所述的手柄連接板233與手柄231組成旋轉副，手柄231上的外螺紋與摩擦塊234的內螺紋組成螺紋副，所述的手柄231通過手柄主軸232連接摩擦塊234，手柄連接板233和摩擦塊234分別位于導軌槽的內外兩側，通過旋轉手柄231調整手柄連接板233和摩擦塊234的距離進而調整摩擦力實現(xiàn)滑塊A22與滑動導軌A21的制動；

所述的鎖緊手柄組件B42與鎖緊手柄組件A23結構相同，通過旋轉鎖緊手柄組件B42實現(xiàn)滑塊B46與滑動導軌B47的制動。

進一步地，所述的鍍液槽支架72右端通過螺栓連接固定在豎直滑臺4上，其左端通過密封條713、緊固螺母712和緊固螺栓714與左半槽71連接。

進一步地，所述的左半槽71和右半槽接觸面上均開有半圓槽，半圓槽內放有密封條713，密封條713起到密封主鍍液槽的作用。

進一步地，所述的L型支架62的豎直面通過一字槽中的固定螺釘B64與空心帶輪53連接，水平面通過一字槽中的固定螺釘A63與鈦籃61連接。

進一步地，所述的輔助電極旋轉及移動組件通過螺栓連接在鍍液槽組件6的鍍液槽支架72上的空心帶輪53內壁上。

進一步地，所述的剖分式密封環(huán)包括剖分式密封半環(huán)A710和剖分式密封半環(huán)B711，剖分式密封環(huán)形成一環(huán)形中心孔。

本發(fā)明的工作原理如下：

工作時，被加工零件和輔助電極分別接通電源兩極，通過旋轉豎直滑臺4的旋轉手柄B41調整鍍液槽到被施鍍工作位置，調整水平滑臺2旋轉手柄A29至被加工零件位于主鍍液槽中心孔軸線位置，安裝剖分式密封環(huán)，安裝并固定對開式鍍液槽；調整鈦籃61與被施鍍工作位置同高度；配置鍍液置入副鍍液槽74中，開啟循環(huán)過濾泵75讓鍍液流入主鍍液槽，調整可調閥門78大小，保持鍍液液面穩(wěn)定在被施鍍工作位置以上；通過鍍液溫度控制組件和pH計79，預設鍍液溫度和pH值范圍。加工過程中，鍍液溫度由鍍液溫度控制組件保證，pH值由pH計79實時獲取。該在被施鍍工作位置加工完畢后打開可調閥門78，關閉循環(huán)過濾泵75，鍍液自然流入副鍍液槽74后，打開主鍍液槽，取下剖分式密封環(huán)，調整下一個在被施鍍工作位置，準備再次加工。

上述的被施鍍工作位置是指被加工零件中存在一個或者多個不連續(xù)的工作面，該工作面通過電化學沉積工藝進行加工處理。

下面結合圖7說明本發(fā)明的使用方法，圖7為一個待進行電化學復合沉積加工的凸輪軸80，該凸輪軸80包括12個完全一樣的桃形工作面82，具體使用方法如下：通過豎直滑臺4的旋轉手柄B41調整輔助電極到最底端，將凸輪軸80下端插入空心帶輪53，凸輪軸80上端的三爪卡盤夾緊位置83被裝夾在三爪卡盤32上作為電化學加工陰極，鈦籃61中放入適量高純度鎳球作為電化學加工陽極，陰極和陽極分別接通電源負極和正極。

根據(jù)被加工工位調整豎直滑臺4的旋轉手柄B41到鍍液槽底面位置81，調整水平滑臺2的旋轉手柄A29至凸輪軸位于主鍍液槽中心孔合適位置，在桃形工作面82處安裝剖分式密封環(huán)，并在桃形工作面82固定對開式鍍液槽；調整鈦籃61使鈦籃61中的鎳球與桃形工作面82正對，間距25mm。

設定輔助電極以20rpHm轉速轉動。

根據(jù)鍍液配方配置適量鍍液置入副鍍液槽中，開啟循環(huán)過濾泵75讓鍍液流入主鍍液槽，調整可調閥門78大小，保持鍍液液面穩(wěn)定在被施鍍位置以上；通過鍍液溫度控制組件預設溫度區(qū)間為38-55攝氏度，鍍液pH計預設pH值范圍為3.5-4.5。

設定電鍍參數(shù)，開始加工。

該位置加工完畢后打開可調閥門78，關閉循環(huán)過濾泵75，鍍液自然流入副鍍液槽后，打開對開式鍍液槽，取下剖分式密封環(huán)，調整下一個工位的合適位置，準備再次加工。

本發(fā)明不局限于本實施例，任何在本發(fā)明披露的技術范圍內的等同構思或者改變，均列為本發(fā)明的保護范圍。