一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105734618A(43)申请公布日2016.07.06(21)申请号201610173061.7(22)申请日2016.03.23(66)本国优先权数据201510920795.22015.12.14CN(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人朱增伟沈春健朱荻任建华(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.C25D1/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图3页(54)发明名称一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法(57)摘要一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法，属于电铸加工领域。其过程包括：步骤1、阳极设计为阴极轮廓上每个点法向平移相同距离，得到新的一系列的点，将这些新的点拟合，得到阳极二维轮廓；再根据设计的阳极二维轮廓，设计一组绕阴极轴向均匀布置的薄片窄阳极，相邻薄片窄阳极之间间隙相等；步骤2、阴极在电铸过程中绕中心轴转动，促进电铸液及时更新并保证阴极轮廓上每点的电场环境一致。本发明能改善复杂轮廓回转体阴极电流密度分布，得到均匀铸层。当回转体零件为壁厚大于3mm的厚壁零件时，电铸过程中不停机在线逐片切换阳极改善电流分布，得到厚度均匀性高的电铸层。CN105734618ACN105734618A权利要求书1/1页1.一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法，其特征在于：步骤1、阳极设计为阴极轮廓上每个点法向平移相同距离，得到新的一系列的点，将这些新的点拟合，得到阳极二维轮廓；再根据设计的阳极二维轮廓，设计一组绕阴极轴向均匀布置的薄片窄阳极，相邻薄片窄阳极之间间隙相等；步骤2、阴极在电铸过程中绕中心轴转动，促进电铸液及时更新并保证阴极轮廓上每点的电场环境一致。2.根据权利1所述的复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法，其特征在于：上述步骤1中阴极法向平移的距离为电极间隙，当阴极的电铸层厚度小于0.8~3mm时，上述电极间隙为1~5mm。3.根据权利1或2所述复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法，其特征在于：当阴极的电铸层厚度大于3mm时，根据厚度分阶段换阳极电铸,每一阶段对应电铸层厚度小于3mm。4.根据权利3所示复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法，其特征在于：利用ANSYS等仿真软件模拟每阶段阴极电铸过程，得到对应的阴极轮廓，据此设计薄片窄阳极；根据因电铸层厚度增加而改变的阴极轮廓不停机在线逐片切换阳极，使阴极表面电流密度最优分布，得到厚度均匀性较好的电铸层。2CN105734618A说明书1/2页一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法技术领域[0001]本发明属电铸加工领域，具体涉及一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法。背景技术[0002]回转体薄壁零件是现代工业必不可少的一种特定形状的零件，如超声速风洞喷管，反光镜等。利用传统方法该种零件回转体薄壁金属零件时，零件装夹变形、热变形和刀具损耗等都是难以避免问题。[0003]随着科技的发展，这些回转体薄壁零件对厚度均匀性要求越来较高。电铸是被广发应用的制造薄壁金属零件的精密特种加工技术，但电铸技术存在一些缺陷和局限性。由法拉第定律可知，阴极每个点电流密度越大，该点电铸层越厚。工件形状复杂以及阳极形貌改变导致工件表面电流密度分布不均匀，造成阴极金属沉积分布不均，导致金属层厚度不均匀，影响工件的性能。[0004]在实际生产过程中，人们通常采象形阳极和优化阳极的方法来改善电铸零件壁厚均匀性。传统象形阳极设计制造较为简单，能改善电流密度分布的均匀性。采用较大电极间隙，避免阳极形貌改变导致阴极电流密度分布均匀性恶化，但遇到形状复杂，均匀性要求高的工件时，设计出的阳极难以满足工件电铸层厚度均匀性要求。优化阳极的方法能够大大改善电流密度分布的均匀性，但是若工件形状复杂，则设计步骤繁琐，设计出的阳极形状复杂，大大提高阳极加工难度，甚至无法加工。发明内容[0005]本发明针对具有复杂轮廓和回转体结构的薄壁金属零件电铸层分布不均匀的问题，提出一种能改善阴极电流密度分布，得到均匀铸层的复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法。[0006]一种复杂轮廓薄壁回转体零件电铸方法，其特征在于：[0007]步骤1、阳极设计为阴极轮廓上每个点法向平移相同距离，得到新的一系列的点，将这些新的点拟合，得到阳极二维轮廓；再根据设计的阳极二维轮廓，设计一组绕阴极轴向均匀布置的薄片窄阳极，相邻薄片窄阳极之间间隙相等；[0008]步骤2、阴极在电铸过程中绕中心轴转动，促进电铸液及时更新并保证阴极轮廓上每点的电场环境一致。[0009]根据阴极上每点法向平移相同的距离，保证阴极上每一个点距离阳极相同的距离，保证阴极表面电场的均匀性。阳极为一组绕阴极轴向均匀不知的薄片窄阳极，电铸过程中，阴极转动