電鍍掛具的設(shè)計(jì)制作和質(zhì)量專題培訓(xùn)課件

目錄一，概論1）掛具的分類2）掛具的結(jié)構(gòu)二，掛具的設(shè)計(jì)1）掛具材料的選擇2）主體框架的設(shè)計(jì)2）固定產(chǎn)品之掛鉤設(shè)計(jì)三，掛具制作掛具的制作流程

四，掛具的品質(zhì)管控1）外觀品質(zhì)控制2）功能品質(zhì)控制第一節(jié)概述掛具是電鍍工藝中常用一種治具，是固定產(chǎn)品完成電鍍工藝的載體，也是傳輸電流使產(chǎn)品在鍍液中完成鍍覆的關(guān)鍵導(dǎo)體，因此掛具在電鍍工藝中的關(guān)鍵作用是導(dǎo)電、支撐和固定產(chǎn)品。掛具的結(jié)構(gòu)、材料因產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)而異，合理的掛具設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低掛具成本的重要因素。掛具一般分為掛鍍掛具和滾鍍掛具兩種。滾鍍用掛具多為吊籃或滾筒結(jié)構(gòu)，常用于五金電鍍，如螺絲等對(duì)外觀要求不高的產(chǎn)品，該類掛具在我們集團(tuán)內(nèi)無使用需求，接下來我們將著重討論掛度掛具。掛鍍掛具有專用掛具和通用掛具之分。專用掛具是根據(jù)產(chǎn)品獨(dú)特的形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的掛具，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需有利于降低產(chǎn)品表面的電位差異，使復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品表面能得到相對(duì)均勻的鍍層；通用掛具整體的排布設(shè)計(jì)較均勻，適用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，厚度較低，鍍層要求不高的產(chǎn)品。掛具的構(gòu)成：掛具的大小取決于電鍍槽體的空間和鍍件的大小，但是掛具的結(jié)構(gòu)基本都包括吊鉤、提桿、主桿、支桿、掛鉤和外層絕緣橡膠層。

吊鉤是掛具與極棒的鏈接結(jié)構(gòu)，擔(dān)負(fù)著固定掛具和導(dǎo)通電流的重要任務(wù)，需與極棒有良好的接觸和固定，同時(shí)需要具有良好的導(dǎo)電性能。

提桿是用于人工提拿掛具的握手桿，需具備一定的強(qiáng)度，在使用時(shí)需高于液面便于提拿。

主桿是固定支桿的主框架，主桿負(fù)責(zé)導(dǎo)接來自掛鉤的電流并輸送到各支桿以及支撐支桿和產(chǎn)品，需具備良好的導(dǎo)電性和強(qiáng)度。

支桿是均勻分布產(chǎn)品的骨架，比主桿略小，與主干的作用相近。

掛鉤是連接于支架上，用于固定產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)部分。掛鉤的形狀各異，主要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)而定。掛鉤一般需要具有較好的彈性、良好的導(dǎo)電性和較強(qiáng)的抗腐蝕性。

絕緣膠覆蓋于吊鉤、提桿、支桿、掛鉤表面，保護(hù)金屬材料免受腐蝕，有效延長(zhǎng)掛具的使用壽命，同時(shí)避免金屬溶入鍍液，使鍍液遭到污染。第二節(jié)掛具的設(shè)計(jì)一，材料選擇一》掛具的吊鉤、提桿、主桿和支桿的材料選擇需根據(jù)實(shí)際需要確定，需參考參數(shù)：1，掛具通電電流2，掛具強(qiáng)度3，掛具經(jīng)濟(jì)性1，通電電流

最大通電電流的計(jì)算方法：設(shè)定使用該掛具的產(chǎn)品表面積為S（包括分?jǐn)偹诿娣e），產(chǎn)品出模穴數(shù)為n，設(shè)計(jì)掛具的掛位數(shù)為N，電鍍過程中最大電流密度工序的電流密度為D（一般取鍍鉻電流密度數(shù)據(jù)），則有A最大=0.8×S×n×N×D

掛具掛鉤、提桿、主桿和支桿通常選用的材料有紫銅、黃銅、鐵等。不同的的材料對(duì)通過電流的大小要求不同：根據(jù)最大電流狀況選擇不同部位材料，一般情況掛鉤和主桿通過電流較大選擇紫銅材料，支桿處于支路通過電流相對(duì)較小可考慮黃銅或紫銅，提桿一般不承擔(dān)導(dǎo)電任務(wù)可考慮選用其它材料。具體情況需經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算后確定，需考慮掛具重量、體積等因素影響。材料電導(dǎo)率電流容量備注紫銅100%1.7A/mm2扁材黃銅28%0.33A/mm2扁材鐵17%0.22A/mm2扁材2，掛具強(qiáng)度掛具固定產(chǎn)品后會(huì)產(chǎn)生一定的重量，因此，掛具的整體結(jié)構(gòu)必須具備一定的強(qiáng)度和支撐能力，紫銅是相對(duì)較軟的材料，黃銅次之，鐵的強(qiáng)度比較高。因此提高強(qiáng)度的方法主要有：1）選擇強(qiáng)度較高的材料，在滿足導(dǎo)電的情況下可考慮強(qiáng)度較高的金屬材料。2）材料淬火，淬火后的金屬材料由于晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，或處于非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，使得該材料強(qiáng)度大大增加，電阻變化不大。3）選用異型結(jié)構(gòu)，L、U或工字型的結(jié)構(gòu)的材料比扁材可以有效的提高掛具的支撐強(qiáng)度。3，經(jīng)濟(jì)參數(shù)

不同材料的市場(chǎng)價(jià)格不同，有些相差很大，在滿足導(dǎo)電、強(qiáng)度的情況下盡可能考慮更廉價(jià)的材料。合理的材料選擇可以讓掛具的成本大大降低。注意：對(duì)于紫銅材質(zhì)的掛具，各支路的導(dǎo)電電流不宜大于3A/mm2，當(dāng)電流大于該數(shù)據(jù)時(shí)，通電各點(diǎn)將產(chǎn)生大量的熱量，帶來的不良結(jié)果是：

1，鍍液局部受熱超出使用溫度，鍍層出現(xiàn)不良現(xiàn)象。2，掛具發(fā)熱，電阻增大，掛具上各點(diǎn)間電位差異增大，從而導(dǎo)致最終鍍層厚度差異增大。3，電阻增大，電能損耗加大。

對(duì)于導(dǎo)電來講，材料表面積越大越有利于導(dǎo)電；相同橫截面積且通相同大小電流的情況下：柱材電阻大于扁材。二，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一》吊鉤設(shè)計(jì)

1，掛鉤的形狀設(shè)計(jì)

掛鉤設(shè)計(jì)多采用“η”形狀，懸臂一般情況橫截面積屬于矩形，“η”形狀的掛鉤鉤內(nèi)加入彈片，可有效的固定掛具和增大掛鉤與懸臂的接觸面積，導(dǎo)電良好。由于掛具與懸臂一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為了確保掛具與懸臂間的良好接觸，通常我們采用附加一個(gè)夾子，用螺絲鎖緊。

2，掛鉤的選材

電鍍掛具的掛鉤一般選擇黃銅或紫銅材質(zhì)，具體選擇取決于電流大小，a，測(cè)量單臂產(chǎn)品的電鍍面積。b，計(jì)算單臂產(chǎn)品的最大通電電流.

S吊鉤橫切面積=0.8×S×n×N×D最大電鍍電流密度/D掛具材質(zhì)最大通電電流密度

注意：掛鉤材料的尺寸一般厚度不宜超過5mm,寬度不一超過35mm。

二》提桿的設(shè)計(jì)

提桿主要用于人工操作時(shí)提拿掛具用，對(duì)于導(dǎo)電沒有特殊要求，因此提桿的設(shè)計(jì)主要考慮操作方便，不易變形，對(duì)鍍液無污染。提桿一般選用鐵或者鋁合金材質(zhì)，位置一般高于液面50mm左右，尺寸設(shè)計(jì)參考強(qiáng)度足夠、方便握手等條件。三》主桿的設(shè)計(jì)

主桿的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，在電鍍時(shí)主桿全部浸入鍍液中，因此主桿的大小、導(dǎo)電、電場(chǎng)屏蔽、強(qiáng)度、抗腐蝕性等都是非常關(guān)鍵的。主桿框的設(shè)計(jì)縱向排布優(yōu)于橫向排布，縱向排布結(jié)構(gòu)如附圖，該結(jié)構(gòu)更有利于將來自掛鉤的電流均勻的分布到排在在掛具上的產(chǎn)品。。

1,掛具框的分布面積大小必須按照如下尺寸設(shè)計(jì)：a,確保鍍件與槽底間距200mm以上；b,鍍件最高點(diǎn)距液面50mm以上，鍍液面與槽沿間距100~200mm；c,鍍件左右兩側(cè)距槽邊距離50~100mm。

2,主桿材料的大小的選擇由導(dǎo)電和支撐強(qiáng)度決定，對(duì)于導(dǎo)電來講,按預(yù)估產(chǎn)品排布情況計(jì)算分布電流，按最大電流容量3A/mm2計(jì)算，得出最小導(dǎo)電橫切面積。再參考強(qiáng)度問題確定實(shí)際材料的大小。

3，產(chǎn)品在掛具主桿框內(nèi)的排布原則：

a,掛具兩側(cè)都掛產(chǎn)品時(shí)，考慮產(chǎn)品錯(cuò)開排布；

b,兩個(gè)零件之間的間距應(yīng)小于產(chǎn)品與陽極之間的距離；

c,兩個(gè)零件之間的間距設(shè)計(jì)取決于產(chǎn)品的深度，一般取深度的1.5-2倍，同時(shí)不能小于10mm，以避免產(chǎn)品上掛時(shí)相互碰撞損壞；d,產(chǎn)品上表面必須低于液面50mm；

e,在產(chǎn)量足夠的情況下盡量設(shè)計(jì)專用掛具，以滿足特殊的產(chǎn)品形狀需要三》支桿的設(shè)計(jì)支桿的設(shè)計(jì)原則與主桿一樣。支桿主桿掛鉤四》掛鉤掛鉤的結(jié)構(gòu)有很多種，設(shè)計(jì)主要參考材料的導(dǎo)電性能、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品對(duì)掛具剛性的要求、產(chǎn)品的固定方法等信息。由于固定產(chǎn)品一般需要掛鉤具有較高的剛性、彈性和抗腐蝕性，同時(shí)需要掛鉤需要較好的導(dǎo)電性，目前多采用304或316不銹鋼線或板材制作。掛鉤的形狀各異，大多數(shù)掛鉤設(shè)計(jì)成四線鉤狀，依靠四向向外的彈力固定產(chǎn)品，如附圖：不銹鋼材導(dǎo)電性能不是很好，在選擇材料時(shí)顯得非常關(guān)鍵，對(duì)于鋼線來講，通電電流不宜大于1A/mm2。當(dāng)大于1時(shí)，與主框一樣，同樣會(huì)帶來因電流過大剛線發(fā)熱的負(fù)面影響。注：現(xiàn)階段掛鉤設(shè)計(jì)的一個(gè)誤區(qū)：1，先分析附圖

從圖上我們可以看出：都是四個(gè)鉤狀的掛鉤，他們的排布方式不一樣，左邊一組是四個(gè)掛鉤固定在主框的一個(gè)點(diǎn)上，而右邊一組是分兩個(gè)點(diǎn)分開固定的。分析可知，右邊的掛鉤使用時(shí)掰動(dòng)鋼線，固定點(diǎn)承受的力矩小、固定點(diǎn)附近的鋼線在力的方向上的位移小。這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，可以大大延長(zhǎng)掛具的使用壽命。

部分掛鉤使用在較大產(chǎn)品的固定上，目前國(guó)內(nèi)多采用增加掛鉤數(shù)量來克服導(dǎo)電面積過小的問題。在歐美他們一般采用在掛具主框上固定一剛性的鋼條，從上端引入一彈片，以達(dá)到夾緊的效果。由于剛性效果好，對(duì)于易變形的產(chǎn)品優(yōu)越性凸顯，缺點(diǎn)是掛具體較重，不易搬遷。

掛鉤的設(shè)計(jì)因產(chǎn)品而異，總結(jié)起來需考慮的因素主要有：導(dǎo)電能力、與產(chǎn)品接觸面積、固定產(chǎn)品、易清洗（不帶藥水使交叉污染）、使用壽命等。

五，掛具膠掛具膠是包裹于掛具金屬外層的橡膠層，其主要性能如下：1，耐熱，在常規(guī)的電鍍液和烘干環(huán)境中，絕緣層不軟化、氣泡或開裂；2，絕緣，在電鍍的任何使用環(huán)境中，絕緣性能保持良好；3，穩(wěn)定的物理和化學(xué)性，在電鍍使用的環(huán)境中，絕緣層不出現(xiàn)溶解、脫落以及其它的物理變化。4，機(jī)械強(qiáng)度高，表面結(jié)合力好。市場(chǎng)上常用的絕緣材料有過氯乙烯清漆和聚氯乙烯糊狀塑料漆，兩種材料均有許多相關(guān)的資料介紹，在此不在累述。目前我們使用的掛具是采用的后者。第三節(jié)掛具的制作一》掛具的制作流程掛具制作的流程包括：設(shè)計(jì)材料打孔折彎/沖壓螺絲固定檢測(cè)各點(diǎn)接觸情況批膠烘烤撥膠檢查使用目前在我們集團(tuán)內(nèi)，在天津、無錫工廠均有自己的掛具制作部門。第四節(jié)掛具的品質(zhì)控制一》外觀控制

導(dǎo)電銅：不應(yīng)許有裂紋、凹缺、導(dǎo)電橫切面突變等現(xiàn)象。絕緣外層：不可以有開裂、沙眼、粗糙、凹坑等現(xiàn)象。掛鉤：露出端與批膠結(jié)合致密，掛鉤鋼線表面光滑無毛刺，掛鉤深淺形狀一致，以避免因結(jié)構(gòu)變化而導(dǎo)致導(dǎo)電差異。二》功能