電鍍掛具的設計制作和質(zhì)量專題培訓課件

目錄一，概論1）掛具的分類2）掛具的結(jié)構(gòu)二，掛具的設計1）掛具材料的選擇2）主體框架的設計2）固定產(chǎn)品之掛鉤設計三，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)鍵導體，因此掛具在電鍍工藝中的關(guān)鍵作用是導電、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，合理的掛具設計是保證產(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，如螺絲等對外觀要求不高的產(chǎn)品，該類掛具在我們集團內(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)品獨特的形狀結(jié)構(gòu)設計的掛具，設計結(jié)構(gòu)需有利于降低產(chǎn)品表面的電位差異，使復雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品表面能得到相對均勻的鍍層；通用掛具整體的排布設計較均勻，適用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，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)，擔負著固定掛具和導通電流的重要任務，需與極棒有良好的接觸和固定，同時需要具有良好的導電性能。

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

主桿是固定支桿的主框架，主桿負責導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，需具備良好的導電性和強度。

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、良好的導電性和較強的抗腐蝕性。

絕緣膠覆蓋于吊鉤、提桿、支桿、掛鉤表面，保護金屬材料免受腐蝕，有效延長掛具的使用壽命，同時避免金屬溶入鍍液，使鍍液遭到污染。第二節(jié)掛具的設計一，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)實際需要確定，需參考參數(shù)：1，掛具通電電流2，掛具強度3，掛具經(jīng)濟性1，通電電流

最大通電電流的計算方法：設定使用該掛具的產(chǎn)品表面積為S（包括分攤水口面積），產(chǎn)品出模穴數(shù)為n，設計掛具的掛位數(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較小可考慮黃銅或紫銅，提桿一般不承擔導電任務可考慮選用其它材料。具體情況需經(jīng)過詳細計算后確定，需考慮掛具重量、體積等因素影響。材料電導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，掛具強度掛具固定產(chǎn)品后會產(chǎn)生一定的重量，因此，掛具的整體結(jié)構(gòu)必須具備一定的強度和支撐能力，紫銅是相對較軟的材料，黃銅次之，鐵的強度比較高。因此提高強度的方法主要有：1）選擇強度較高的材料，在滿足導電的情況下可考慮強度較高的金屬材料。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度。3，經(jīng)濟參數(shù)

不同材料的市場價格不同，有些相差很大，在滿足導電、強度的情況下盡可能考慮更廉價的材料。合理的材料選擇可以讓掛具的成本大大降低。注意：對于紫銅材質(zhì)的掛具，各支路的導電電流不宜大于3A/mm2，當電流大于該數(shù)據(jù)時，通電各點將產(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，掛具上各點間電位差異增大，從而導致最終鍍層厚度差異增大。3，電阻增大，電能損耗加大。

對于導電來講，材料表面積越大越有利于導電；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)設計一》吊鉤設計

1，掛鉤的形狀設計

掛鉤設計多采用“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，導電良好。由于掛具與懸臂一直處于運動狀態(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，測量單臂產(chǎn)品的電鍍面積。b，計算單臂產(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》提桿的設計

提桿主要用于人工操作時提拿掛具用，對于導電沒有特殊要求，因此提桿的設計主要考慮操作方便，不易變形，對鍍液無污染。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，尺寸設計參考強度足夠、方便握手等條件。三》主桿的設計

主桿的設計非常關(guān)鍵，在電鍍時主桿全部浸入鍍液中，因此主桿的大小、導電、電場屏蔽、強度、抗腐蝕性等都是非常關(guān)鍵的。主桿框的設計縱向排布優(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計：a,確保鍍件與槽底間距200mm以上；b,鍍件最高點距液面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電和支撐強度決定，對于導電來講,按預估產(chǎn)品排布情況計算分布電流，按最大電流容量3A/mm2計算，得出最小導電橫切面積。再參考強度問題確定實際材料的大小。

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，考慮產(chǎn)品錯開排布；

b,兩個零件之間的間距應小于產(chǎn)品與陽極之間的距離；

c,兩個零件之間的間距設計取決于產(chǎn)品的深度，一般取深度的1.5-2倍，同時不能小于10mm，以避免產(chǎn)品上掛時相互碰撞損壞；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計專用掛具，以滿足特殊的產(chǎn)品形狀需要三》支桿的設計支桿的設計原則與主桿一樣。支桿主桿掛鉤四》掛鉤掛鉤的結(jié)構(gòu)有很多種，設計主要參考材料的導電性能、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品對掛具剛性的要求、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，同時需要掛鉤需要較好的導電性，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)掛鉤設計成四線鉤狀，依靠四向向外的彈力固定產(chǎn)品，如附圖：不銹鋼材導電性能不是很好，在選擇材料時顯得非常關(guān)鍵，對于鋼線來講，通電電流不宜大于1A/mm2。當大于1時，與主框一樣，同樣會帶來因電流過大剛線發(fā)熱的負面影響。注：現(xiàn)階段掛鉤設計的一個誤區(qū)：1，先分析附圖

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

部分掛鉤使用在較大產(chǎn)品的固定上，目前國內(nèi)多采用增加掛鉤數(shù)量來克服導電面積過小的問題。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，以達到夾緊的效果。由于剛性效果好，對于易變形的產(chǎn)品優(yōu)越性凸顯，缺點是掛具體較重，不易搬遷。

掛鉤的設計因產(chǎn)品而異，總結(jié)起來需考慮的因素主要有：導電能力、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，機械強度高，表面結(jié)合力好。市場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：設計材料打孔折彎/沖壓螺絲固定檢測各點接觸情況批膠烘烤撥膠檢查使用目前在我們集團內(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

導電銅：不應許有裂紋、凹缺、導電橫切面突變等現(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)變化而導致導電差異。二》功能