СТАНОК СКОРОСТНОГО КАТОДНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ

СТАНОК СКОРОСТНОГО КАТОДНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
Заявляемая полезная модель представляет собой малогабаритный настольный станок скоростного катодного формообразования металлической копии путем электроосаждения металла из электролита на заранее подготовленную форму. Процесс относится к области электротехнологии, известен под названием - гальванопластика. Материалы и способы ползчения форм, подготовка поверхности формы к электроосаждению, электролиты, режимы обработки и оборудование подробно описаны в технической литературе, например:
Казначей Б.Я. Гальваника в промышленности. Москва, 1955, Госиздательство местной промышленности РСФСР;
Садаков Г. А. Технология гальванопластики. Справочное пособие. Москва, «Машиностроение , 1979;
Вансовская К.М. Промышленная гальванопластика. Ленинград, «Машиностроение, 1986.
Известные устройства для получения металлических копий путем электроосаждения металла из электролитов состоят из ванны с электролитом и источника технологического тока. Ванны снабжены устройствами для завешивания форм, дополнительных анодов; устройствами подведения технологического тока; барботерами, перемешивающими электролит; змеевиками для подогрева (или охлаждения) электролита. Используются устройства для придания катоду движения - враш;ательного или колебательного для обновления прикатодного слоя электролита, осуществляется прокачка электролита через ванну.
Оборудование и технологическое оснащение для гальванопластики, как правило, разрабатывается под конкретно производимую деталь и объем ее производства.
Недостатки, по мнению заявителя, существующего оборудования:
длительность процесса. Электроосаждение со скоростью
наращивания слоя 1 мм в сутки считается высокоскоростным (см. приложение: копия проспекта Японии «Системы быстрой гальванопластики SEF);
2001100473
-1-  И|11Ш11|11|
и требуют дополнительных мер по обеспечению выполнения норм промсанитарии.
Цель заявляемой полезной модели - создать малогабаритный станок скоростного катодного формообразования, отвечающего требованиям промсанитарии и защиты окружающей среды, специализированного для изготовленияэлектродов-инструментов к электрохимическим и
электроэрозионным станкам, а также с возможностью использования в целях получения точных металлических копий различного назначения.
Поставленная цель достигается разработкой специального электродного блока, позволяющего обеспечить замкнутую систему прокачки электролита через межэлектродный зазор, образуемый катодом-формой и анодом, с производительностью насоса, например 16 л/мин.
Осуществить плавную регулировку межэлектродного зазора от 1 мм до 50 мм, что позволяет наряду с интенсивной прокачкой значительно повысить плотность тока до 1 А/см и реализовать скорость наращивания осаждаемого слоя до 0,4 мм/час.
Обеспечить удобство доступа в рабочую зону электродного блока для установки и снятия формы.
На фиг. 1 изображена заявляемая полезная модель, представляющая собой станок скоростного катодного формообразования, состоящий из электродного блока 1, электрошкафа 2 с панелью управления процессом 3, насоса 5, закрепленного на подставке 4, емкости с электролитом 14, например, пластмассового ведра емкостью 10-15 литров.
Электропитание электродного блока 1 от электрощкафа 2 осуществляется от источника постоянного тока. Электропитание двигателя насоса 5 от электрошкафа 2 осуществляется при помощи жгута 8. Подключение станка к электросети осуществляется вилкой 7.
Конструкция электродного блока изображена на фиг.2, фиг.З, фиг.4.
В центральных расточках корпуса 4, изготовленного из диэлектрического материала, запрессованы фторопластовые втулки 10 и 11. Втулка 10 в рабоче. положении сопрягается с порщнем 12; втулка 11 скользит по гильзе 13. Для предотвращения утечек электролита из зоны формообразования на поршне 12 и во втулке 11 установлены резиновые уплотнительные кольца 14.
Поршень 12 служит для закрепления кольца 22 с формой (моделью) 29. При вращении штока 23 рукояткой 24 происходит закрепление поршня 12 на стенке 2 во фланце 25. К фланцу 25 подведен провод 26 отрицательного полюса источника технологического тока.
На штоке 23, на фланце 25 и в кольцевой канавке стенки 2 установлены резиновые уплотнительные кольца 30, 31, 32, исключающие попадание электролита к токоведущим проводам, закрытым кожухом 33.
К гильзе 13 крепится анод 34, через центральное отверстие которого подается электролит в зону формообразования. Отвод электролита происходит через пазы защитной рубашки 35, устанавливаемой в корпусе 4. Внутренний диаметр рубашки 35 соответствует наружному диаметру анода 34.
На задней боковой поверхности корпуса 4 выполнены продольные пазы для подвода 15 и отвода 16 электролита из зоны формообразования. Подвод электролита осуществляется через кран 17, отвод электролита через кран 18. Краны 17 и 18 расположены в корпусе 19 и служат для дросселирования электролита на входе и выходе из зоны формообразования. Корпус 19, выполненный из диэлектрического материала, прибран к задней боковой стенке корпуса 4. Подвод электролита к кранам 17 и 18 осуществ.ляется через щтуцера 20. В верхней части крана 18 установлен клапан 21 для соединения рабочей зоны с атмосферой с целью слива электролита после окончания процесса перед открытием рабочей зоны.
На стенке 2 со стороны фланца 25 закреплен кронштейн 27 с микровыключателем 28, который служит для блокировки включения насоса при открытой рабочей зоне (если корпус 4 не прижат к стенке 2).
Диэлектрический корпус 4 перемещается по двум стальным направляющим 5 и 6. Верхняя направляющая 5 представ.ляет собой зубчатую рейку, по которой перемещается зубчатое колесо7, установленное в расточке корпуса 4.
Перемещение корпуса 4 по направляющим 5 и 6 производится при помощи рукоятки 8. Закрепление корпуса 4 в рабочем положении производится винтом 9. Направляющие 5 и 6 установлены между стенками 2 и 3 , закрепленными на общем основании 1.
Для установки необходимого межэлектродного зазора (МЭЗ) гильза с анодом 34 имеет возможность прямолинейного перемещения в корпусе 4. Перемещение осуществляется при помощи ходового винта 36 вращением рукоятки 37. Гильза 13 связана с ходовым винтом 36 при помощи шарнирного подшипника 38. Шаг ходового винта 1,5 мм.
Ходовой винт 36 по резьбе сопрягается с фланцем 40, который имеет возможность поворота на 90° (от упора до упора) в сквозном отверстии стенки 3. В рабочем положении заплечики фланца 40 параллельны основанию, винты 41 прижимают фланец 40, планку 42 к стенке 3. В положении смены анода или формы (модели) винты 41 ослабляются, фланец 40 поворачивается на 90° против часовой стрелки и гильза 13 с корпусом 4 имеет возможность переместиться в крайнее правое положение к стенке 3, тем самым открывая рабочую зону.
Через фланец 40 проходит провод 43 положительного полюса источника технологического тока и закрепляется в гильзе 13.
Максимальное расстояние от поверхности формы (модели) до торца гильзы - 60 мм.
Для визуального наблюдения расстояния между формой (моделью) и торцем гильзы в корпус 4 ввернут стержень 39 со шкалой от О до 60 мм с ценой деления 1 мм.
Межэлектродный зазор (МЭЗ) определяется как разность показаний шкалы на стержне 39 и высоты гладкой поверхности анода 34.
Для сбора остатков электролита при открытии рабочей зоны на основании 1 электродного блока под корпусом 4 устанавливается поддон 44.
Принципиальная схема станка изображена на фиг. 5.
Электролит из емкости 14 всасывается насосом 5 по трубопроводу 9, подается по трубопроводу 10 в рабочую зону электродного блока 1 и сливается по трубопроводу 11 обратно в емкость 14. Регулировка расхода электролита осуществляется кранами 17 и 18.
Работа на станке производится следующим образом.
Перед началом работы диэлектрический корпус 4 (см.фиг.2,3,4) должен быть разблокирован винтом 9, винты 41 ослаблены, фланец 40 находится в положении смены анода или формы (модели), что позволяет переместить
корпус 4 по направляющим 5 и 6 в сторону стенки 3 при помощи реечной передачи рукояткой 8, открывая тем самым рабочую зону. В данном положении закрепляются анод 34, например из материала Ml ГОСТ 859-78, и заранее подготовленная форма-катод в кольце 22 и поршне 12, при помощи резьбовых соединений, что обеспечивает передачу больших токов.
После установки анода и формы-катода диэлектрический корпус 4 перемещается рукояткой 8 к стенке 2, закрывая тем самым рабочую зону. Винтом 9 производится закрепление корпуса 4 в рабочем положении. Фланец 40 поворачивается в отверстии стенки 3 на 90° до упора, винтами 41 фланец 40 и планка 42 прижимается к стенке 3.
Вращением ходового винта 36 рукояткой 37 устанавливается необходимый МЭЗ по шкале, нанесенной на стержне 39.
В емкости 14 (см. фиг. 1) разводится электролит, например, сернокислый электролит меднения. В емкость с электролитом погружаются всасывающий 9 и сливной 11 гибкие трубопроводы.
С панели управления 3 электрошкафа 2 включается насос 5, прокачивая электролит по замкнутой схеме по трубопроводам 9,10, межэлектродному зазору (МЭЗ) и трубопроводу 11 через емкость 14. Производительность прокачки через МЭЗ регулируется дросселями (кранами) 17 и 18 (см.фиг.З) и определяется технологическим процессом формообразования.
Установка и контроль параметров технологического процесса формообразования (технологический ток, напряжение технологического тока, длительность процесса) осуществляется на панели управления 3 электрошкафа 2 (см. фиг. 1).