[其他]小模数齿轮模具电加工电极的制造装置

说明书

小模数齿轮模具加工电极的制造装置属特种加工。

石英钟，收录机，照相机等产品中所用的小模数塑料齿轮，具有较高的精度和表面粗糙度的要求，同时它的齿型曲线往往不是单一的渐开线，这些特点给该类模具的制造带来很大困难，国家每年要花费大量外汇进口该类模具或成品零件。由ROBERT        DRAPER        LTD出版的PeterSpiro著作的《Electroforming》一文中所介绍的电铸齿轮模具加工装置，其主要结构为环氧树脂芯模。（与需要的齿轮尺寸相同）外加一屏蔽套。采用这种电铸设备和电铸方式是先要将芯模表面进行导电化处理（如化学镀银、化学镀铜）。然后将其浸设在电铸液中进行电铸，最后进行脱模和修整。但由于小模数塑料齿轮的齿很小，齿部的电场分布很复杂，电流密度相差很大，电铸层的厚度分布极不均匀，在齿根部很难沉积上金属，存在着严重的尖角缺陷，使得电铸件质量差，况且沉积速度慢。所以采用这种装置制出的齿轮模具有着质量差，时间长，易变形（由于应力较大）等缺点，实践证明，此种装置无法制造出可以用于实际生产的电火花电极。

本发明创造的任务是研制出一种电铸质量好，无尖角缺陷，应力小，加工时间短，能用于实际生产的电极的齿轮模具电加工电极的制造装置。

该齿轮模具电加工电极制造装置，是根据电铸原理设计的。它由低速微型电机，电刷、箱体、上箱盖极、加热器、温度传感器、下箱盖板、隔板、小型耐酸泵、控温仪、直流电源、铜阳极和由电铸液喷嘴与高度可调的回水管相配合的装置和一个包括平板阴极，屏蔽套，塑料齿轮样件或环氧树脂所构成的装置所构成。本制造装置的主要技术特征是：（1）、采用特制的阴极装置，齿轮样件并不作为阴极，表面不进行导电化处理，电铸层从平板阴极表面开始，沿着塑料齿轮的侧壁沉积。这样使得电场变成很简单，阴极上的电流密度变得很均匀，采用本制造装置不仅可电铸出尖角处无缺陷，应力小，质量好的制品，而且铸速可以大幅度提高，操作也简单；（2）、采用电铸液喷嘴（非金属材料制成）与高度可调节的回水管相配合的装置，实现了液流喷射式的电沉积，而不是传统的浸没式。这样使得阴极表面处的浓差极化大为减少，甚至于消除，而且也有利于其它反应产物的排除和使得阴极在齿部的电流密度分布更趋于均匀。而使得铸层质量和镀速又得以提高。

由于本制造装置采用了特制的阴极装置和液流喷射式。所以能制造出电铸质量好、无尖角缺陷，应力小的齿轮模具电加工电极，而满足了实际生产用的电极。

本制造装置有三个附图。

附图1、本装造装置结构简图

附图2、本制造装置的阴极装置工作方式之一。

附图3、本制造装置的阴极装置工作方式之二。

下面从三个附图中简述本制造装置的实施方案，本制造装置由低速微型电机〔1〕，电刷〔2〕，上箱盖板〔3〕，回水管〔4〕，箱体〔5〕，加热器〔6〕，温度传感器〔7〕，下箱盖板〔8〕，下箱〔9〕，小型耐酸泵〔10〕，铜阳极〔11〕，阴极装置〔13〕和电铸液喷嘴〔12〕所构成，其中箱体〔5〕分为上、下两个箱，回水管〔4〕的高度可调，阴极装置〔13〕由屏蔽套〔14〕，平板阴极〔15〕，塑料齿轮样件〔18〕或环氧树脂〔17〕所构成。

本制造装置可以两种方式制造模具电加工用电极：

附图2为阴极装置工作方式之一：它是将齿轮样件〔18〕平放在阴极〔15〕上，该阴极〔15〕表面应具有较高的表面粗糙度和不平度要求，塑料齿轮样件〔18〕与阴极〔15〕之间要贴合紧密。启动电铸液泵〔10〕加热器〔8〕。待电铸液温度达到要求时（30～40℃），接通加工电源和电机电源。电铸液依靠泵压形成液柱通过电铸液喷嘴〔12〕冲在阴极〔15〕表面（应调整使液柱对准齿部）。调整回管高度使液面在阴极之下、喷嘴之上。接通加工电源（直流电源），开始电铸，当电铸层达到要求厚度后，将其与阴极和齿轮样件分离，这样得到一具有内齿的电铸制品（铜）。以该电铸制品为电火花加工电极，以紫铜片为工件，在精密电火花机床上加工出一具有外齿的紫铜片。此片即为加工齿轮模具的电极。

附图3为阴极装置工作方式之二，它是将齿轮样件〔18〕平放在阴极〔15〕上，该阴极〔15〕表面具有较高的表面粗糙度和不平度的要求。齿轮样件〔18〕与阴极〔15〕之间要贴合紧密。将环氧树脂〔17〕浇在阴极〔15〕表面，胶层厚度，略小于齿厚度。待固化后将齿轮脱下，再如上述之一的工作方式，用本制造装置进行电铸，达到要求厚度后，使电铸层〔16〕与阴极〔15〕分离，此电铸制品即为电火花加工齿轮模具所用电极。