针孔加工

针孔加工（精选4篇）

针孔加工 篇1

此产品是10/30高架门式起重机回转机构中的回转盘, 其分度圆直径5920mm, 148个针孔, 用钢板焊接, 由4块组装而成, 每组组装接口用二块连接板连接, 金加工时分解成4段加工。

加工完成后拼接成整体紧固在门机的门架上。属于重载低速传动零件。

该产品零件直径大、重量重、孔距要求高, 尺寸难以测量与控制, 特别是加工过程中容易产生累积误差, 各项形位公差不好控制等。过去采用由钳工划线后直接用摇臂钻床钻孔来完成, 产生了很大的累积误差, 各孔的孔距很难控制, 一组孔加工好后移位加工另外一组时形位公差又发生很大的变化, 很难达到设计要求。后来采用由镗床加工, 设计了镗孔夹具, 质量明显提高。

产品简图如下图:

零件加工工艺流程:

下料→拼装焊接→退火→拼装划线→刨→钻孔→镗→总装。

其中, 镗加工工序精度要求最高, 直接影响传动精度, 是关键工序。它的精度高低直接影响门机回转机构的平稳性及产品的精度, 试制件采用的摇臂钻床加工无法达到图纸要求。

现在根据图纸要求我们设计了以下镗床加工方案:

工件上的针孔先由钳工根据划线在摇臂钻床上预钻148—Ф55, 钳工划线时要把148个孔全部划出, 并划出Ф55及Ф62.8的轮廓线作为钻孔参考线。钻孔时导轨面要找平直。

采用设备是:T68卧式镗床。

其主要技术参数:主轴直径85mm、主轴最大行程600mm、主轴中心线距工作台面最大距离800mm、最小距离30mm、工作台行程纵向1140mm、横向850mm、工作台面积1000×850mm、台面可以360度旋转、工作台最大载重量2000KG。基本能满足加工要求。根据工作台横向行程量和图纸要求, 一次装夹能加工7个孔, 每件有41个孔 (包括二头连接板上各二个孔) 每件需分六次装夹。

夹具设计如下图:

夹具材料采用Q235钢板焊接经退火处理, 底面及与工件导轨面紧贴的面由龙门刨床加工, 各孔由镗床加工, 夹具在加工过程中要严格控制分度圆和孔距。

夹具中的中间7个孔镗到Ф70;以便对刀、装刀。左边一孔镗到Ф55;右边孔一边镗到62.8, 一边镗到55, 装夹时销轴由此左右二孔穿入。孔距 (125.6) 尺寸的公差比图纸缩小1/2, 以减少加工时产生的累积误差。

车3根装夹销轴如图:A图、B图、C图。

车找正工具如图:D图。

经检验合格后把夹具装夹在镗床工作台上, 用百分表找正工件导轨面紧贴的面后固定夹具。把工件吊装放入夹具内槽, 此时的工件针孔必须由钳工用摇臂钻预钻好148-Ф55的孔以便销轴插入。用销轴A把工件中的一孔插入夹具右孔, 用销轴C把工件中的一孔插入左孔, 用行车、千斤顶辅助找正孔的位置后同时用6个M20的螺丝顶紧工件, 使工件导轨面紧贴在夹具上, 同时还要用其他压板固定好工件, 确定是否按装牢固。

值得注意的是镗工件二头时由于工件重量向一边倒, 工作台的燕尾导轨承受不了单边受力, 要用行车始终挂住工件, 防止损坏机床。每次镗床工作台移动时行车都要跟随移动, 注意安全。

工件按装完毕后把找正工具 (D图) 固定在镗床主轴上, 用Ф70头对准需要镗的孔相应的夹具上的Ф70孔后固定主轴箱, 开始镗加工, 在夹具内的7个孔在一次装夹中镗出。镗好后重新装夹工件, 同样方法固定工件后镗另外一组, 第一组镗好后装夹另一组时右销轴改用B图销轴, 从7个已经镗好的孔中选最边上的一个孔中插入, 用第一组相同装夹方法固定工件, 工件上有41个孔 (包括二头连接板上4个孔) 分六组镗削。

注意二个头上的联接板要固定在工件上一起镗出, 利用联接板还可以镗出最头上的二个孔。在镗加工中除中间二组可不需要行车挂住加工外, 其它四组都必须用行车吊住加工, 确保安全, 在镗床加工过程中要有起重工配合, 注意安全生产。用此方法加工相比过去直接用摇臂钻加工质量明显提高。

摘要：大型回转盘针孔的加工由于受加工设备的制约, 加工过程中精度的控制始终是一个难点, 过去直接用摇臂钻床加工其精度与设计要求相差甚远。现在采用T68镗床加工针孔, 设计一个镗模夹具把工件装夹在夹具中进行分组加工, 有效地减少了累积误差, 提高了加工精度和产品质量。

关键词：大型回转盘,针孔加工,镗床加工,夹具设计

克服等静压产品釉面针孔的研究 篇2

日用陶瓷生产采用等静压成型技术,使得坯体受力均匀,生产产量高,产品器型规整不易变形,适应于生产各种浮雕和不规则产品,并且对主要原料的工艺要求不需过高而拓展了高档瓷的原料选用领域等特点。正在逐步取代传统的陶瓷生产。但,采用等静压技术生产的盘类产品多半有釉面针孔的缺陷,制约了产品的档次。长期以来,景德镇的陶瓷科研技术人员在尝试解决等静压产品的针孔缺陷方面做了大量的工作,本研究工作从工艺创新的角度采用低温面釉法和抛光涂层法两种方式,尝试克服等静压产品的釉面针孔缺陷。

1 实验的方法和工艺

本实验所用的坯体为景德镇陶瓷股份公司正常生产的等静压成型的坯。其化学成分见表1。

1.1 抛光涂层法

抛光涂层法就是利用抛光材料对等静压坯体表面进行抛光、覆盖涂层,高温釉烧获得产品。

1.1.1 工艺流程

等静压坯─用抛光介质抛光涂层─烘干─施釉─清底釉─高温釉烧。

1.1.2 涂层介质的工艺参数

涂层介质的粒度分布见表2。

涂层厚度0.04~0.07mm,涂层料浆的容重1.35~1.45g/cm3,涂层料浆的流动性为15~20s/100m L。

1.1.3 施釉

施釉的工艺控制同正常生产

1.1.4 高温釉的烧成

烧成温度1330~1350℃烧成周期8~10小时(梭式窑)烧成周期28~36小时(隧道窑)烧成曲线见图1。

1.1.5 工艺要点

1)涂层料的细度必须过200目以上的筛,同时严格控制好水份和料浆的流动性,以便获得光滑平整的等静压坯体表面。

2)经抛光涂层工序的等静压坯体与涂层料的吸附程度非常重要,坯体必须控制好烘干程度,否则在后续的施釉及烧成过程中容易造成料刺、刺边等产品缺陷。

3)在高温状态下60分钟左右的保温时间有利于获得光亮,平整,针孔少的釉面质量。

1.2 低温面釉法

1.2.1 工艺流程

等静压产品─清洗─晾干─加热─喷面釉─面釉的釉烧─下一道工序。

1.2.2 面釉的制备

熔块原料配料后充分混匀,投入到熔炼炉中熔融,熔融温度为1350℃,熔融后淬泠。面釉配料后入球磨。球磨时间约为20小时,釉料的细度为250目筛余0.03%。面釉釉式为

面釉的粒度分布见表3。

1.2.3 喷釉的工艺参数

釉浆含水率34~36%。

釉浆容重1.58~1.55g/cm3。

面釉的厚度0.08~0.1mm。

1.2.4 面釉的釉烧工艺参数

烧成温度1160~1190℃。

烧成周期2.5~3小时。

烧成曲线见图2。

1.2.5 工艺要点

1)喷面釉前对产品的清洗,产品表面的不清洁会给面釉的烧成过程带来严重污染,影响最终产品的釉面质量。

2)釉层厚度要合适,过薄会直接影响釉面的亮度和平整度,釉层过厚又会降低产品的热稳定性。面釉的厚度控制在0.08~0.1mm为宜。

3)面釉的含水率和流动性非常重要,水份过高易造成流釉及釉薄,釉的流动性差在喷釉过程中易产生气泡。

4)高温段宜快速升温和降温,高温时快速升温使底釉短时处于始熔态和面釉能较充分结合,同时又不至于产生影响到面釉流动铺展及釉面品质的反应,高温后的快速降温可以减少面釉的析晶,保证最终产品的釉面光泽度。

2 实验结果

2.1通过采用低温面釉法试制的产品针孔极少,光泽度优。达到了克服等静压产品釉面针孔缺陷的目的,产品的物性见表4。

2.2通过采用抛光涂层法,产品光泽度好,釉面针孔少,等静压产品的釉面质量达到了同品种的滚压产品水平,达到了克服等静压产品釉面针孔缺陷的目的,产品的物理性能见表5。

2.3偏光镜下对样品的观察

将两种方式的试验样品和生产样品在偏光镜下观察,其结果见表6。

2.4两种试验方式的比较

低温面釉法解决了等静压产品的釉面针孔缺陷。釉面光泽度优,针孔极少,但增加工序多,成本增加多,质量效益不明显。同时釉的表面硬度有所下降。

抛光涂层法解决了等静压产品的釉面针孔缺陷。釉面光泽度好,针孔少,保持了硬质瓷的釉面特点。工序增加少,成本增加很少。

3 分析与讨论

关于陶瓷产品釉面针孔形成的机理,一般认为,在烧成阶段釉层已熔融后坯(釉)料中的气体仍在大量的排出,较大气泡在釉层中溢出后,在釉面形成的凹坑来不及填平而产生了釉面的针孔。为了解决这一问题,人们大都是让坯体中的气体能够顺畅排出或尽可能减少釉层中的气体,如提高釉料的始熔点,调整釉的粘度,以利于气泡的排出及釉层的铺展等。但可能没有注意到这样一个事实,即采用相同的配方,相同的烧成制度下,用等静压成型产品的釉面质量却比滚压和注浆成型的产品差很多。因此要解决等静压产品的釉面针孔问题,必须针对等静压成型的特殊性进行分析。

3.1 等静压成型坯体半成品的致密程度

从等静压成型和滚压成型产品的素坯吸水率和坯体的烧成收缩率的比较,可以清楚地反映出等静压成型的坯体素烧后致密度不及滚压产品见表7。

3.2 等静压成型坯体的表面粗糙程度大于滚压和注浆成型的坯体

等静压成型,是以一定粒径分布的空心球状粉体,经等静压高压挤压后,被压制成一定的形状。等静压的压力和粉料的性能影响颗粒破碎的状态。在相同的压力情况下,坯体的表面光洁程度主要取决于粉料的制备,制粉过程中颗粒的细度和颗粒级比决定了最紧密堆积程度。相同的最紧密堆积配比情况下,颗粒的细度应是越细则坯体受压后表面的光洁度越好。有关研究[1]显示,主要颗粒控制在200~315um时颗粒的强度最高。由于生产中使用粉料的细度不可能像理论上希望的那样细,这就要求粉料的造粒必须在细度和强度上寻求最佳结合点,这样的颗粒组成虽经等静压的高压,但与滚压和注浆成型的坯体相比,等静压坯体的表面相当粗糙。Mrs.J.Mazanek等人从添加剂的选择,粉料制备中颗粒的大小,颗粒的级比,颗粒的密度,颗粒的水分,颗粒的强度,颗粒的流动性,颗粒的成型破坏性,添加剂在颗粒的重新化浆的分散性等多方面做了研究和论述[2]。Mrs.J.Mazanek的研究认为好的添加剂除了给粉料带来所需的强度外,还必须具备好的成型破坏性,即粉粒经等静压后,空心球体结构被粉碎,形成均匀、平整的表面,应像滚压产品一样,表面几乎没有颗粒的界痕。但国内陶瓷企业所使用的等静压添加剂目前大都只是保证粉体的强度,其他的性能如粉料的润滑性,粉料的破坏性等的重视程度还不够,因此粉料经等静压高压后的破碎率不够高(即每一球体基本保持相当完整的颗粒界),从而使得坯体不够致密,表面相当粗糙。

3.3 等静压产品比滚压和注浆产品在获得烧结时需要更多的能量

从表8可以看出,在生产条件下(等静压力在28~32MPa),相同配方的等静压比滚压和注浆产品的烧结温度要高30℃左右,即,滚压和注浆产品在达到致密时,等静压坯体仍在不断地排气、收缩。只有等静压力在80MPa时,其表现特性才与滚注产品相当。

3.4 抛光涂层介质的选择

由于等静压坯体的不致密和表面的粗糙,在施釉过程中,坯体表面的釉层被坯中的气泡冲破,釉部分填入空隙中,整个坯体表面釉层处于一个不连续的状态,增加了高温状态下釉层铺展及填充的难度。同时,当釉层基本铺展后,等静压坯体仍在继续收缩、致密,比滚压和注浆坯体释放出更多的气体。因此,抛光涂层介质的选择和作用必须有以下的考虑:(1)使等静压坯体表面光滑平整,有利于高温状态下釉层的铺展;(2)能阻止高温状态时坯体中的较大气泡冲入釉层造成针孔;(3)有利于促进坯釉中间层的生长发育;(4)应基本不影响高档细瓷的外观色面。

参考文献

[1]Untersuchung der preBformegebung vonGeschirrkeramik.Keramische Zeitschrift 40 Jahrgang.Nr.1 1988

针孔加工 篇3

关键词：电铸件,针孔,形成,消除

一、引言

受操作条件、工艺参数及人为因素影响, 制备的宏观电铸层或微细零部件或多或少存在针孔缺陷, 致使电铸件本征性能的彰显与结构功能的发挥受到严重制约。这一棘手难题长期以来一直困扰着电铸制造业界, 且至今仍未很好解决。为清晰针孔缺陷形成机理并探寻破解之道, 本文分析了针孔形成的直接原因和根本原因, 从优化电铸参与要素 (添加剂、电流施加方式、电解液酸碱度及类型) 、强化液相传质、改变电铸体系气压等方面提出了消除措施。

二、形成机理

针孔缺陷形成的直接原因是电铸过程中产生的氢气聚集成泡长时间附着于阴极表面, 未能及时有效且彻底排离。随着铸层的叠加式生长, 未排离的气泡被包裹于金属层内, 并在外力作用下破灭。

根本原因在于, 电极过程液相传质受限, 致使阴极面临近液层中参与电化学反应的特定金属离子得不到及时足量补充, 在过电势场力的强势驱动下, 以水化形式存在的H3O+不得不作为替补者参与反应:H3O++e→H+H2O, 脱水还原生成氢原子吸附于阴极表面并结合成氢分子, 进一步聚合成泡。

三、消除措施

电铸过程中, 不论采用酸性还是碱性水基电解液, 氢气的产生均无法避免。为此, 消除针孔缺陷的关键注焦于尽可能抑制氢气产生, 同时加快逸离速度。截至目前, 已报道的典型措施如下:

1. 使用添加剂

添加适量表面活性剂 (如整平剂、润湿剂、纳米氧化镧等) 降低阴极面/电解液界面张力, 减小润湿角, 是解决电铸件针孔缺陷问题最常用的工艺手段。然而, 添加剂的负面效应往往也给电铸工艺带来不少麻烦:易消耗、难维持恒量;遇高温易分解, 产物硫、磷等通常是电铸件夹杂物的重要来源。另外, 添加剂发挥作用仅限于电铸制备宏观尺度结构和低深宽比微结构, 对复杂形状微结构或高深宽比 (100:1) 微结构的电铸则收效甚微。综合而言, 电铸工艺中, 尽可能少用乃至不用添加剂。

2. 优化电流施加方式

采用脉冲电流 (正向间断脉冲、正反向脉冲等) 替代直流电源进行电铸, 借助周期性间歇过程, 可为阴极面附近所消耗反应金属离子的补充赢得时间, 一定程度减少氢气产生量。另外, 反向电解过程能改善表面凹凸不平状况, 降低气泡吸附的可能性。

3. 控制电解液p H值

电铸镍时, 需控制电解液p H值稳定, 使镍离子的析出电位高于氢离子的析出电位, 可优先析出。一般而言, 25℃时, 合理组分的氨基磺酸镍型电解液中镍离子的活度系数约为0.05, 利用能斯特方程计算得镍的平衡电位接近-0.3V。因实际电铸过程中电解液温度高于25℃, 离子活度系数增大, 镍离子析出电位升高, 故综合考虑, 控制电解液p H值在4~5范围内。

4. 采用非水基电解液

理论上, 采用水基电解液 (水配置的电解液) 电铸必然会产生氢气。但基于有机溶剂、熔盐等非水基电解液, 可最大限度避免电铸过程中氢气的形成。正因如此, 这一美好设想吸引着电沉积领域研究学者不断进行大胆尝试与积极探索。然而, 复杂的配置工艺、高昂的工艺成本、有限的电铸金属种类等不足严重制约着非水基电解液的应用与推广。

5. 强化液相传质

施加超声振动、喷射给液、磁致对流、机械研磨等一些独特的工艺方法, 能加速扩散传质过程, 减弱浓差极化, 一定程度抑制氢气产生, 并且驱使气泡逸离。但需指出的是, 这些强化液相传质的措施在带来积极作用的同时, 亦会诱发某些不良后果, 如微结构筋断裂、铸层呈现流纹、晶粒粗化等。因此, 它们在微细电铸中的应用须极为慎重。

6. 改变电铸体系气压

理论与实践已充分证明, 真空环境下气泡更易膨胀, 滞留时间大幅缩短, 为减少针孔缺陷奠定了良好环境基础。依托这一特殊环境优势开展电铸试验, 所得镍钯合金层近无针孔缺陷。在此基础上, 于体液和阴极面间施加垂直温度梯度, 协同利用真空抽吸效应和温差强化自然对流作用, 在加速气泡逸离的同时减少产生量, 制备的宏观镍铸层和微细镍铸件均无针孔缺陷。

同样, 增大电铸体系气压亦可为减少针孔缺陷创造利好条件。但不同于降压加速气泡逸离的作用机理, 增压驱动参与反应金属离子向阴极面周围传输, 迫使氢气泡难吸附于铸层表面。自然, 高压环境下电沉积的铸层针孔缺陷极少。

四、结论

基于合理组分的氨基磺酸镍型电解液电铸, 采用脉冲电流、稳定p H值4~5、施加适宜措施强化液相传质、降低或增大电铸体系气压至特定标准, 是消除电铸件上针孔缺陷的极有效措施。

参考文献

[1]肖日松, 杜立群, 刘海军, 等.微电铸的析氢现象研究[J].中国机械工程, 2005 (, 16增刊) :446-448.

[2]孙广毅.高深宽比微纳结构模拟、加工及应用[D].天津:南开大学, 2010.

[3]Seung-Eun Nam, Kew-Ho Lee.Preparation and characterization of palladium alloy Composite membranes with a diffusion barrier for hydrogen separation[J].Ind.Eng.Chem.Res, 2005, (44) :100-105.

[4]P.M.Ming, D.Zhu, Y.Y.Hu, et al.Micro-electroforming under periodic vacuum-degassing and temperature-gradient conditions[J].Vacuum, 2009, 8 (39) :1191-1199.

针孔加工 篇4

关键词：涂层针孔,车身天窗,机器人,旋杯

0前言

汽车涂层针孔是致命的质量缺陷之一, 不仅明显影响车身外观质量, 还会引起车身锈蚀穿孔、涂层脱落, 直接严重降低车身的防腐蚀性能, 造成隐患。造成汽车涂层针孔的主要成因:空气或溶剂未按规定的梯度自然挥发;涂层过厚, 溶剂挥发不充分;色漆闪干或流平时间不足, 溶剂挥发不充分;烘烤升温过急, 涂层表干过快, 导致溶剂被封闭在漆膜内, 受热膨胀。

某汽车制造厂涂装车间采用常见的3C2B涂装工艺, 采用传统溶剂油漆和机器人喷涂, 结果在汽车天窗四周涂层处出现大量的针孔, 造成大量返工。以下对其原因进行分析, 并提出对应措施。

1 针孔原因寻找

1.1 喷涂工艺

中涂线、面漆线主要喷涂工艺流程:手工喷涂车身内表面中涂→机器人喷涂车身外表面中涂 (中涂机器人La1喷涂车身左侧, Ra1喷涂车身右侧, Ra2喷涂车身机盖、顶盖、背门) →人工喷涂车身内表面色漆→机器人喷涂车身外表面色漆 (色漆机器人Lb1喷涂车身左侧第一遍, Rb1喷涂车身右侧第一遍, Lb2喷涂车身左侧第二遍, Rb2喷涂车身左侧第二遍) →人工喷涂车身内表面清漆→机器人喷涂车身外表面清漆 (清漆机器人Lc1喷涂车身左侧, Rc1喷涂车身右侧, Lc2喷涂车身机盖、顶盖、背门) →流平→双烘道烘烤 (140℃, 30 min) 。

1.2 问题排查

1.2.1 中涂层、电泳层质量

前期中涂车身出现过针孔、打磨不到位导致面漆针孔。先对带天窗的车身和不带天窗的中涂车身进行整车检查, 未发现针孔, 车身漆膜质量正常。故排除中涂导致针孔。再对天窗部位的电泳漆进行检查, 也未发现缺陷。

1.2.2 烘房温度

烘房升温过急也是针孔的一大成因, 对烘房设备进行检查和试验, 炉温正常, 烘烤时间也正常。炉温曲线与前期的曲线比较也无明显异常。炉温测定数据见表1:1号烘炉针孔时温度为140℃, 2号烘炉针孔时温度为142℃, 温度降低和温度升高均出现了针孔。

为了进一步验证炉温对针孔的影响, 将炉温大幅度下调, 结果见表2:炉温不是造成涂层针孔的根本原因, 且下调炉温后, 漆膜性能不达标, 故不能降温。

1.2.3 油漆材料

涂装油漆材料对涂层的质量至关重要, 对油漆批次和黏度进行了排查, 结果见表3。

表3显示, 油漆材料没有变化点和异常。为此, 向油漆中加入慢干助剂, 其效果见表4。由表4可知, 调整油漆不能解决天窗四周的针孔缺陷。

1.2.4 涂层厚度

涂层厚度对针孔也有一定的影响, 天窗部位的漆膜厚度见表5:车门部位的漆膜厚度属正常波动, 无异常, 但天窗四周的漆膜厚度在针孔期间骤增30μm, 明显异常。

对电泳车身、中涂车身, 色漆车身, 清漆车身的天窗部位各涂层厚度进行检测, 结果见表6:清漆层厚度明显增加, 明显异常。至此, 将目标锁定在清漆顶喷机Lc2。

2 机器人调整

2.1 参数调整

顶喷机导致漆膜增厚的原因涉及机器人的电压、转速、出漆量、成形空气压等常规因素及静电分散工装试验。机器人喷涂的漆雾离子是带电的, 其移动轨迹受电场的影响, 电场越高其运动轨迹越接近电场分布线, 漆膜越厚。机器人旋杯转速快时油漆雾化较细小, 漆雾离子在达到工件的过程中溶剂挥发较充分, 不易出现针孔。出漆量大则单位时间内喷涂到车身上的漆膜就厚。成形空气压越大喷涂雾幅越小, 喷涂重叠量越低, 漆膜越薄, 据上对清漆顶喷机Lc2做如下调整, 各因素分开单独调整, 调整内容和结果见表7。由表7可知, 各项单独调整对针孔无明显的改善。各项同时调整时, 天窗漆膜厚度下降13μm左右, 但是车身顶盖的漆膜厚度也下降到膜厚要求底线, 车身光泽下降, 而天窗部位的针孔仅有轻微减少, 仍需返修。

2.2 旋杯调整及验证

针孔解决问题一度陷入困境, 再次深入现场, 仔细调查、询问发现, 出现针孔当天机器人与车顶有过碰撞。对顶喷机器人的旋杯用10倍放大镜进行查看, 发现旋杯内壁的漆槽损坏严重, 但旋杯无明显的变形。为此, 调整旋杯, 结果见表8。由表8可知, 针孔发生部位随损坏旋杯位置发生同步转移, 可见问题出现在旋杯上。

3 结语

被撞的旋杯内部漆槽发生严重破坏, 对油漆的雾化造成不良影响, 使得漆雾离子变大, 油漆在到达工件表面的过程中溶剂挥发不充分, 加之静电边角效应, 使得天窗四周漆膜厚度进一步加厚, 加剧了溶剂的挥发不良, 天窗部位的漆膜厚度已达130μm, 已经临近该厂家油漆的针孔容忍上限, 所以旋杯损坏后出现了针孔的问题。通过更换新旋杯, 天窗针孔问题得到消除。