[摘要] 根據(jù)振蕩器形式或工作槽數(shù)量對(duì)振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備進(jìn)行了分類。根據(jù)振蕩器形式可分為彈性連桿式振鍍機(jī)、液壓式振鍍機(jī)、電磁式振鍍機(jī)及慣性式振鍍機(jī)等幾種，根據(jù)工作槽數(shù)量可分為單機(jī)振鍍機(jī)和振鍍生產(chǎn)線兩種形式。介紹了振動(dòng)烘干設(shè)備。

[關(guān)鍵詞]  振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備; 振鍍機(jī); 振動(dòng)烘干設(shè)備

引言

生產(chǎn)中可見(jiàn)的振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)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(dòng)，也有慣性式振動(dòng)；有單機(jī)，也有生產(chǎn)線；有手工操作，也有電動(dòng)或自動(dòng)化操作。所以，有必要對(duì)各種各樣的振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備進(jìn)行歸納和分類，以增加對(duì)其更加全面、深刻的認(rèn)識(shí)和了解。振動(dòng)烘干設(shè)備是振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備的輔助設(shè)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(zhì)小零件采用振動(dòng)電鍍后的進(jìn)一步質(zhì)量保證。

1 根據(jù)振蕩器形式分類

根據(jù)振蕩器形式可將振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備分為彈性連桿式振鍍機(jī)、液壓式振鍍機(jī)、電磁式振鍍機(jī)及慣性式振鍍機(jī)等幾種。

1.1彈性連桿式振鍍機(jī)

由彈性連桿式振蕩器驅(qū)動(dòng)。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(shí)，工作機(jī)體(盛裝零件的托盤)借有彈性的連桿激起振動(dòng)，并按一定頻率(1～2Hz)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)特征為慢進(jìn)快退，這樣零件便會(huì)沿托盤上的導(dǎo)溝做直線或圓周運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)溝底部安裝陰極導(dǎo)電裝置，上部安裝陽(yáng)極，電鍍時(shí)零件與陽(yáng)極間無(wú)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(guò)程中不怕中斷電流的鍍種(如鍍鋅)，及生產(chǎn)量較大零件(如標(biāo)準(zhǔn)件)的電鍍。我國(guó)早期天津自行車廠使用的振動(dòng)鍍鋅設(shè)備即屬此類型。

1.2液壓式振鍍機(jī)

液壓式振鍍機(jī)工作機(jī)體的工作原理及零件的受鍍機(jī)理等與彈性連桿式振鍍機(jī)大致相同，所不同的是其振蕩器為液壓驅(qū)動(dòng)式。我國(guó)早期廣東佛山開(kāi)關(guān)廠使用的振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備即屬液壓式結(jié)構(gòu)。

1.3電磁式振鍍機(jī)

由電磁式振蕩器驅(qū)動(dòng)。電磁式振蕩器中能產(chǎn)生振動(dòng)的部件為電磁鐵，電磁鐵由鐵心、電磁線圈及可動(dòng)銜鐵等組成。當(dāng)向電磁鐵的線圈通以交變電流或經(jīng)半波整流的脈動(dòng)電流后，可使鐵心與可動(dòng)銜鐵間產(chǎn)生周期性變化的電磁吸力?？蓜?dòng)銜鐵與鐵心吸合時(shí)，主振彈簧被壓彎；可動(dòng)銜鐵與鐵心分離時(shí)，主振彈簧伸直產(chǎn)生反彈力。可動(dòng)銜鐵及主振彈簧周期性的吸彈作用，使工作基體的支座相對(duì)于平衡基座產(chǎn)生周期性振動(dòng)，則安裝在支座上的工作基體(如振篩的料筐)也做相應(yīng)振動(dòng)，工作基體中的零件受到振動(dòng)后便會(huì)以一定方式運(yùn)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(dòng)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(jù)情況可安裝在振篩上部，也可安裝在振篩下部。當(dāng)安裝在振篩下部時(shí)，可做成單機(jī)形式，也可做成振鍍生產(chǎn)線。當(dāng)安裝在振篩上部時(shí)，一般宜做成振鍍生產(chǎn)線，而不宜做成單機(jī)形式。目前，國(guó)內(nèi)電磁式振鍍機(jī)多用于接插件的接觸體、片式元件等電子產(chǎn)品的電鍍，這類設(shè)備多由歐美等國(guó)或國(guó)內(nèi)的外資、合資廠生產(chǎn)。

1.4慣性式振鍍機(jī)

由慣性式振蕩器驅(qū)動(dòng)。慣性式振蕩器通常由偏心軸、軸承、軸承座等組成。工作時(shí)，偏心軸高速旋轉(zhuǎn)，軸上偏心部件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生周期性變化的離心力(或激振力)，從而驅(qū)使與軸相連的工作機(jī)體做相應(yīng)振動(dòng)，同時(shí)工作機(jī)體中的零件受到振動(dòng)后做相應(yīng)的離心運(yùn)動(dòng)(即繞中心旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng))。當(dāng)設(shè)計(jì)合理時(shí)，振蕩器既有強(qiáng)烈的水平振動(dòng)，又有強(qiáng)烈的搖擺振動(dòng)，這種復(fù)合振動(dòng)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(jī)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(jī)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(dòng)式滾鍍機(jī)”；也可位于振篩上部，目前國(guó)產(chǎn)或外資、合資廠產(chǎn)的振篩式電鍍機(jī)、微型懸掛式振鍍機(jī)等可歸入這一類。

2 根據(jù)工作槽數(shù)量分類

根據(jù)工作槽數(shù)量可將振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備分為單機(jī)振鍍機(jī)和振鍍生產(chǎn)線兩種形式。

2.1單機(jī)振鍍機(jī)

工作槽數(shù)量只有一個(gè)，振篩數(shù)量一般也是一個(gè)，即所謂的單機(jī)單槽振鍍裝置。比較適于批量不大的振動(dòng)電鍍生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)。常見(jiàn)的單機(jī)振鍍機(jī)有可自動(dòng)更換溶液的電磁式單機(jī)振鍍機(jī)、振桿式振鍍機(jī)及微型懸掛式振鍍機(jī)等。另外，早期的槽體振動(dòng)式滾鍍機(jī)也屬此類型。

(1) 槽體振動(dòng)式滾鍍機(jī)  其振蕩器為慣性式。整個(gè)裝置類似立式(也可為臥式)振動(dòng)光飾機(jī)，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(yáng)極從滾筒鍍槽上部懸掛在鍍液中。振蕩器設(shè)置在滾筒鍍槽下部，并通過(guò)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(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心部件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生周期性離心力和激振力矩，從而帶動(dòng)滾筒鍍槽做一定頻率和振幅的振動(dòng)。

槽體振動(dòng)式滾鍍機(jī)早期為日本的電鍍?cè)O(shè)備公司生產(chǎn)和銷售，國(guó)內(nèi)以前及現(xiàn)在均未見(jiàn)過(guò)此類設(shè)備及此類設(shè)備的引進(jìn)或使用情況報(bào)道。

(2) 可自動(dòng)更換溶液的電磁式單機(jī)振鍍機(jī)  這種形式與槽體振動(dòng)式滾鍍機(jī)類似的地方是工作槽數(shù)量只有一個(gè)，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(dú)移動(dòng)。另外，這種形式的特點(diǎn)是，采用微機(jī)控制自動(dòng)更換工作槽內(nèi)的溶液，可使的工作槽同時(shí)起到數(shù)個(gè)工作槽的作用，料筐內(nèi)零件在一個(gè)槽內(nèi)陸續(xù)接受多道工序的處理，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全自動(dòng)化操作。四川華豐企業(yè)集團(tuán)公司1989年從法國(guó)蘇里奧公司引進(jìn)的振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備即屬此類型。

可自動(dòng)更換溶液的電磁式單機(jī)振鍍機(jī)早在20世紀(jì)70年代末，瑞士的電鍍?cè)O(shè)備公司就有商品生產(chǎn)，名稱為“ウイづロボツト滾鍍裝置”。目前國(guó)外這種形式應(yīng)用較多，而國(guó)內(nèi)除早期有過(guò)引進(jìn)外，后來(lái)就幾乎沒(méi)有再出現(xiàn)過(guò)。

(3) 振桿式振鍍機(jī)和微型懸掛式振鍍機(jī)  振桿式振鍍機(jī)的振蕩器位于振篩上部，并通過(guò)傳振軸與料筐相連。其振篩的機(jī)架為兩根彈性耐腐蝕棒，即振桿。振桿通過(guò)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(dòng)信號(hào)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(dòng)信號(hào)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(dòng)信號(hào)V形座。當(dāng)振篩落到鍍槽上后，振篩上的擱腳分別與相應(yīng)的V形座相接，則電鍍電流及振動(dòng)信號(hào)便分別輸送給料筐內(nèi)的零件和振蕩器，于是振動(dòng)電鍍過(guò)程開(kāi)始。振桿式振鍍機(jī)如圖3所示。

圖3  振桿式振鍍機(jī)

1-振蕩器；2-傳振軸；3-料筐；4擱腳；5-振動(dòng)電源；6-鍍槽；7-陽(yáng)極

振桿式振鍍機(jī)一般為單機(jī)形式，其振篩靈活、輕便，且設(shè)備造價(jià)相對(duì)較低，非常適于手工操作及生產(chǎn)量不大但又需要采用振鍍的小零件。

微型懸掛式振鍍機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成及工作原理等與振桿式振鍍機(jī)大致相同。振桿式振鍍機(jī)和微型懸掛式振鍍機(jī)目前基本占據(jù)了國(guó)內(nèi)單機(jī)振鍍機(jī)市場(chǎng)的絕大多數(shù)份額。

2.2振鍍生產(chǎn)線

目前生產(chǎn)中應(yīng)用較多的振鍍生產(chǎn)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(chǎn)線,振蕩器連同料筐、機(jī)架等組成單獨(dú)的振篩(或稱振動(dòng)機(jī)頭)，所有工作槽邊均不設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，振篩的驅(qū)動(dòng)靠槽外振動(dòng)電源輸至槽邊口沿V型座上的振動(dòng)信號(hào)。當(dāng)振篩落到鍍槽上后，接受振動(dòng)信號(hào)即可開(kāi)始振動(dòng)并帶動(dòng)料筐內(nèi)的零件運(yùn)行。振蕩器為電磁式。行車一般為懸臂式，且自動(dòng)半自動(dòng)可轉(zhuǎn)換。

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

目前，國(guó)內(nèi)振鍍生產(chǎn)線多用于接插件的接觸體、片式元件等具有批量的電子產(chǎn)品的電鍍，從多年的應(yīng)用情況看其效果較理想。振鍍生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠商多為國(guó)外、外資或合資廠，國(guó)內(nèi)此類廠商的力量尚比較薄弱。

3 振動(dòng)烘干設(shè)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(nèi)更甚)，因而常常因鍍后問(wèn)題影響鍍層質(zhì)量，這與高品質(zhì)要求的小零件是不相適應(yīng)的。而振動(dòng)烘干則可克服此類問(wèn)題，它是高品質(zhì)小零件采用振動(dòng)電鍍后的進(jìn)一步質(zhì)量保證。

3.1振動(dòng)烘干的優(yōu)點(diǎn)

(1) 經(jīng)振動(dòng)烘干的零件，無(wú)論采用自來(lái)水洗還是純凈水洗，表面均不會(huì)產(chǎn)生水跡、發(fā)花、發(fā)膜等缺陷。因?yàn)樗E是水中的礦物質(zhì)等雜質(zhì)在零件干燥過(guò)程中匯聚于零件局部所造成，而振動(dòng)可驅(qū)散這些礦物質(zhì)使其在零件表面不能停留，則水跡不易形成。對(duì)于深孔零件，振動(dòng)可促使孔內(nèi)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(huì)使其表面產(chǎn)生發(fā)紅現(xiàn)象。而采用振動(dòng)烘干，則不會(huì)產(chǎn)生手摸發(fā)紅現(xiàn)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(dòng)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(fā)花、斑點(diǎn)等缺陷，則經(jīng)振動(dòng)烘干后會(huì)有較大程度的改善。

3.2振動(dòng)烘干的適用范圍

振動(dòng)烘干適于高品質(zhì)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(duì)深孔或盲孔等小零件孔內(nèi)的干燥具有效果。但不適于零件尺寸較大且?guī)в袖h利棱角、較軟鍍層(如錫鍍層、錫鉛鍍層、轉(zhuǎn)化膜等)、表面浸保護(hù)劑的鍍層的干燥。

3.3振動(dòng)烘干設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理

振動(dòng)烘干設(shè)備的振動(dòng)原理與振蕩器在振篩下方的振鍍機(jī)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(yùn)行時(shí)受到的阻力相對(duì)稍小。該裝置由風(fēng)機(jī)、電熱箱、料筐、振蕩器、控制箱、振動(dòng)電源及機(jī)箱等組成。風(fēng)機(jī)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(dòng)電源位于離烘干設(shè)施稍遠(yuǎn)的一側(cè)。其裝置如圖4所示。

圖4  振動(dòng)烘干裝置示意圖

1-風(fēng)機(jī)；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(dòng)電源

工作時(shí)，料筐內(nèi)零件在振動(dòng)作用下繞中心作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)風(fēng)機(jī)自上而下向料筐內(nèi)吹熱風(fēng)。料筐底部設(shè)置有網(wǎng)孔，零件表面的水分可從網(wǎng)孔中被吹走。烘干時(shí)間、烘干溫度、振動(dòng)頻率、振幅及風(fēng)機(jī)工作時(shí)間等參數(shù)可設(shè)置。一般烘干時(shí)間設(shè)置為30～40min，烘干溫度設(shè)置為60℃，而風(fēng)機(jī)工作時(shí)間則稍長(zhǎng)于烘干時(shí)間,約35～45min，以防電熱箱的電熱器件被燒壞。料筐裝載量根據(jù)零件不同約為3～7kg。工作結(jié)束后，干燥的零件可從排料口自行排出。

振動(dòng)電鍍?cè)O(shè)備形式繁多，應(yīng)根據(jù)鍍件的具體情況選擇合適的形式，否則不僅振動(dòng)電鍍的性不能得以發(fā)揮，反而可能帶來(lái)效率低下、投資浪費(fèi)等問(wèn)題。振動(dòng)烘干設(shè)備雖為振鍍?cè)O(shè)備的輔助設(shè)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(shuō)鍍層質(zhì)量是合格的。

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