УСТРОЙСТВО НАНЕСЕНИЯ РАЗМЕРНЫХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ В ОТВЕРСТИЯХ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве технологического оснащения при нанесении покрытий в отверстиях малого диаметра без предварительной и последующей механической обработки.
Известны различные устройства и технические решения по нанесению гальванических покрытий на поверхности деталей машин, например, устройство для нанесения гальванических покрытий [Патент RU 2699216 С1. - МПК: C25D 5/04 (2006.01), опубл. 03.09.2019 г. Бюл. №25], устройство для нанесения гальванических покрытий на внутреннюю поверхность разъемных гальванических изделий [Патент RU 2677992 С1. - МПК: C25D 17/00 (2006.01), опубл. 22.01.2019 г. Бюл. №3], устройство для нанесения композиционного гальванического покрытия на детали [Патент RU 179324 U1. - МПК: C25D 15/00 (2006.01), опубл. 08.05.2018 г. Бюл. №13] и т.д.
Однако данные устройства в виду своих конструкторских особенностей не обладают возможностью наносить качественное покрытие в отверстия малого диаметра деталей машин и механизмов.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство нанесения размерных гальванических покрытий в отверстиях малого диаметра [Патент RU 2266354 С1. - МПК: C25D 5/04 (2006.01), опубл. 09.03.2004 г. Бюл. №25], содержащее хонинговальные бруски и стержень, расположенный в гальванической ванне, при этом хонинговальные бруски выполнены в виде упругого элемента и жестко закреплены на подвижном токопроводящем стержне.
Недостатком данного устройства является получение гальванического покрытия с низкой когезией, поскольку в процессе осаждения покрытия деталь вращается вокруг своей оси симметрии, а стержень с хонинговальными брусками в виде упругих элементов движется в вертикальном направлении, то при достижении верхней и нижней границ обрабатываемой детали стержень непременно останавливается, что связано с изменением его вектора движения, а это неизбежно приводит к переупрочнению детали в местах граничных зон ее поверхности. Это негативно сказывается на равномерности распределения напряжений вдоль всей поверхности обрабатываемой детали, а, следовательно, и качестве формируемого покрытия, в частности на когезии покрытия.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение качества формируемого гальванического покрытия в отверстиях малого диаметра деталей машин.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство нанесения размерных гальванических покрытий в отверстиях малого диаметра содержит упругий элемент и токопроводящий стержень, расположенный в гальванической ванне, при этом на всей длине стержня выполнена винтовая канавка, в которую установлен упругий элемент, при этом глубина канавки меньше размера упругого элемента.
Сущность полезной модели заключается в том, что на всей длине стержня выполнена винтовая канавка, в которую установлен упругий элемент, при этом глубина канавки меньше размера упругого элемента.
При нанесении функциональных (гальванических) покрытий на поверхности деталей машин формирование качественного, равнотолщинного покрытия напрямую зависит от равномерности и точности перемещения основных исполнительных узлов устройств для нанесения покрытий относительно обрабатываемой поверхности детали [Жачкин С.Ю., Краснова М.Н., Пеньков Н.А., Трифонов Г.И. // Влияние кинематики движения инструмента на формирование износостойкого покрытия. Вестник Воронежского государственного технического университета. Т. 14. №5. 2018. С. 142-147]. При этом, если исполнительные узлы устройств не в полной мере обеспечивают заданные кинематические режимы обработки, то с помощью такого устройства на поверхности детали будут наноситься функциональные покрытия с низким качеством формируемого покрытия [Ильюшенко А.Ф., Шевцов А.И., Оковитый В.А., Громыко Г.Ф. Процессы формирования газотермических покрытий и их моделирование. Минск: Беларус. навука, 2011.357 с.].
В аналогах и прототипе устройства нанесения размерных гальванических покрытий в отверстиях малого диаметра качество формируемого покрытия находятся на низком уровне, ввиду технических особенностей конструкции исполнительных элементов.
Когда стержень с упругим элементом достигают верхней или нижней границ отверстия обрабатываемой детали, происходят переходные процессы в зоне малых перемещений с наличием статистического и кинематического трения [Прогрессивные методы хонингования / С.И. Куликов, Ф.Ф. Ризванов, В.А. Романчук, С.В. Ковалевский. М.: Машиностроение, 1983. - 134 с.], возникают геометрические погрешности при формировании покрытия и происходит переупрочнение отдельных зон [Фрагин И.Е. Новое в хонинговании. М.: Машиностроение, 1980. - 130 с.]. В предлагаемом устройстве процесс нанесения покрытия происходит по винтовой траектории движения упругих элементов, что позволяет полностью перекрывать поверхность отверстий малого диаметра обрабатываемой детали. Кроме того, исключаются моменты изменения направления движения упругого элемента на 180° в виду геометрии винтовой линии движения упругого элемента, и, следовательно, степень погрешности в момент формирования покрытия на верхней или нижней границах отверстия обрабатываемой детали находится на низком уровне. Следовательно, предлагаемое устройство позволяет получать качественные гальванические покрытия с высокой когезией и равномерным распределением внутренних напряжений по всей поверхности обрабатываемой детали.
Ширина винтовой канавки составляет 50-70% от ширины хонинговальных брусков, стержень должен быть выполнен из токопроводящего материала, а упругий элемент может быть выполнен как хонинговальный брусок с элементами крепления.
Тем самым достигается указанный в полезной модели технический результат.
На фигуре изображена общая структурная схема устройства в представленном выше варианте исполнения упругого элемента.
На фигуре обозначены: 1 - стержень, 2 - упругий элемент, 3 - отверстие обрабатываемой детали, 4 - гальваническая ванна, 5 - винтовая канавка.
Обработка проходит непосредственно в ванне хромирования (на фигуре не показана), поэтому деталь и устройство оказываются полностью погруженными в электролит. Схема подключения к источнику постоянного тока производится таким образом, что токопроводящий стержень 1 подсоединяется на «+», а деталь, на которую наносится покрытие на «-».
Устройство располагается в отверстии обрабатываемой детали 3, подвергаемом нанесению гальванических размерных покрытий, и приводится в движение любым известным техническим способом, например, катушками проволокопротяжного механизма (на фигуре не показаны).
Стержень 1 с упругим элементом 2, который жестко закреплен в винтовой канавке 5, передвигается вдоль отверстия обрабатываемой детали 3. В исходном положении упругий элемент 2 по размерам несколько больше отверстия обрабатываемой детали 3. При входе в отверстие упругий элемент 2 сжимается и производит обработку стенок отверстия обрабатываемой детали 3. Одновременно между двумя упругими элементами 2 образуется гальваническая ванна 4, заполненная, например, электролитом. Благодаря постоянному перемещению упругих элементов 2, которые жестко закреплены в винтовой канавке 5, электролит в отверстии 3 постоянно обновляется, что позволяет отказаться от его принудительной прокачки.
Нанесение покрытия происходит по винтовой траектории движения упругих элементов 2, что позволяет полностью перекрывать поверхность отверстий малого диаметра 3 обрабатываемой детали. Стоит отметить, что исключены моменты изменения направления движения упругого элемента 2 на 180° в виду геометрии винтовой канавки 5, и, следовательно, степень погрешности в момент формирования покрытия на верхней или нижней границах отверстия 3 обрабатываемой детали находится на низком уровне. Следовательно, покрытие формируется с высокой когезией и равномерным распределением внутренних напряжений по всей поверхности обрабатываемой детали.