自行车车把车间设计

 表演自行车     |      2019-04-06 12:36

  应用化学班级: 0701 学号: 6 学生姓名: 完成日期:2010.12.06-2010.12.19 目录 2.1确定工艺流程---------------------------------------------------1 2.2 各工艺的确定---------------------------------------------------1 2.2.1 化学除油----------------------------------------------------1 2.2.2 热水洗------------------------------------------------------2 2.2.3 水洗--------------------------------------------------------2 2.2.4 酸洗-------------------------------------------------------2 2.2.5 中和--------------------------------------------------------2 2.2.6 电解除油----------------------------------------------------2 2.2.7 活化(弱浸蚀)----------------------------------------------3 2.2.8 焦磷酸盐镀铜------------------------------------------------3 2.2.9 光亮镀镍----------------------------------------------------3 2.2.10 镍封-------------------------------------------------------4 2.2.11 镀铬-------------------------------------------------------4 2.2.12 废水处理---------------------------------------------------4 主要设备的计算与选择--------------------------------------------73.1 镀槽尺寸和数量 ----------------------------------------------7 3.2 整流器和辅助设备---------------------------------------------8 3.2.1 焦磷酸盐镀铜 ----------------------------------------------8 3.2.2 光亮镀镍 --------------------------------------------------8 3.2.3 镀铬 ------------------------------------------------------8 设计图的确定----------------------------------------------------94.1 电镀车间总平面布置图------------------------------------------9 4.2 工艺流程设计图------------------------------------------------9 4.3 电镀车间工艺主要设备图----------------------------------------9 4.3.1 镀镍槽设计图------------------------------------------------9 4.3.2 镀铬槽设计图------------------------------------------------9 主要工艺设备一览表---------------------------------------------10 评述-----------------------------------------------------------10 参考文献 ----------------------------------------------------------11 设计方案简介根据设计任务的要求,设计一个年产 10 万只的自行车车把的电镀车间,镀层采用 Cu/Ni /C□◁r 体系。 自行车车把用钢制成的,也有不▷•●少焊缝,属于形状较复杂的弯状零件。工艺选择比 较成熟的生产工艺,采用防护装饰性镀层Cu/Ni /Cr 体系。先对车把进行磨光,一系列 的严格前处理,然后采用焦磷酸盐镀铜、光亮镍、镍封,最后镀铬。焦磷酸盐镀铜以保 证镀层与基体金属有良好的结合力,光镍、镍封和微孔铬可以提高车把防护装饰性能。 自行车车把采用的镀层结构为:焦磷酸盐镀铜(13.2—14.2μ m)、光亮镀镍(8—8.8μ 镍封(1—1.1μm)、镀铬(0.34μ 工艺选定后,根据所采用的工艺及年生产纲领的要求,进行工艺的设计及计算。工艺的设计包括工艺流程的确定、各工序采用的工艺规范、各工序镀液的维护管理等。 选择和计算各工序所采用的镀槽的尺寸及数量,选择车间所需的主要设备等。 设备选型与计算完毕后,设计车间平面布置图、工艺流程布置图、以及镀槽的设计 图,最后对所设计的内容进行评述。 工艺设计及计算2.1 确定工艺流程 根据要求,我们可以先确定其工艺流程: 上挂具化学除油热水洗流水洗酸洗混合酸中和两次流水洗电解 除油热水洗流水洗酸洗流水洗活化预镀镍回收流水洗活化快速 焦磷酸盐镀铜回收流水洗稀硫酸去膜流水洗稀硫酸洗亮镍回收流水 洗活化镍封喷淋水洗流水洗稀硫酸洗流水洗 镀铬三次回收流水洗 流水洗沥干检验下●挂具 共40 道工序。 2.2 各工艺的确定 2.2.1 化学除油 自行车车把在机械加工的过程中、储存运输过程中以及在◇=△▲磨光过程中难免会带来一 些润滑油脂、防锈油脂、磨光膏等一些油污,在电镀前必须将其除去,否则将会严重影 响电镀的层的质量,甚至镀◆◁•不上镀层。 采用碱性化学除油,并在加热的条件下进行,有利于皂化和乳化作用的加强, 加快除油速度,而且,温度升高,肥皂在其中的溶解度增加,对清洗和延长除油液使用寿命都有利,但温★▽…◇度过高,蒸发加快,控制温度在 60-80之间。常用的化学除油工艺 规范如下所示: Na2CO3 10-20g/L Na3PO4 10-20g/L Na2SiO3 10-20g/L OP—10 乳化剂 1-3g/L 温度 60—70 时间 min2.2.2 热水洗 镀件在经过除油完成后,先经一道热水(80)清洗,因热水对洗去碱液、乳浊液及硅酸盐效 2.2.3水洗 镀件在进行除油,活化,电镀,回收完后以及热水洗后都要进行清洗,洗掉残留在镀件上的液 体,水洗采用流水洗或三级逆流漂洗的方法。 2.2.4 酸洗 酸洗主要除去车把上的锈蚀及氧化皮。采用质量分数为浓盐酸加上适量的缓蚀剂, 防止过腐蚀发生。而且为了防止温度过高而引起酸的挥发,酸洗的温度不易过高,旁边 安装排风装置。 2.2.5 中和 在酸洗过后,中和掉车把上面的酸,有防锈的功能,也为了不影响下一步的电解除 油的pH。 2.2.6 电解除油 经过常规预处理完后,在电镀之前进行一次电解除油,这样能更彻底的清除镀件上 的油污,从而可以保证镀层的结合力。电解除油完后,紧接着弱浸蚀后迅速电镀。电解 除油的工艺规范如下所示: 氢氧化钠 NaOH 60-80 碳酸钠Na2CO3 20-60 磷酸钠Na3PO415-30 温度60-80 电流密度 5-10 A/dm 时间2min 2.2.7 活化(弱浸蚀) 因金属制品表面在与大气接触的过程中,会有一些肉眼看不到的氧化物,在进行电 镀前除去这层氧化物是保证镀层结合力良好的关键,因此弱浸蚀是电镀之前必须的最后 工序,活化采用12的HCl,活化4min。 2.2.8 焦磷酸盐镀铜 为提高镀层体系的防锈性能,利用电化学保护的原理。首先进行快速焦磷酸盐镀 铜。镀焦磷酸盐镀铜工艺规范如下: 焦磷酸铜 Cu2P2O7 70-100 焦磷酸钾K4P2O7 300-400 柠檬酸铵C6H17N3O7 14- 15 二氧化硒SeO2 0.008-0,02 2-巯基苯并噻唑C7H5NS2 0.002-0.004 8.0-8.8温度 40-60 阴极电流密度 1.5-3.0 A/dm 阴极移动25-30 次/min 阴阳面积比 1:2 2.2.9 光亮镀镍 在普通镀镍溶液中,加入某些★◇▽▼•特定结构的有机物或金属盐,就可以获得光亮的镍 镀层,它不但可以省去繁重的抛光工序,改善操作条件,而且有利于进行自动化、连续 化生产。光亮镀镍常用工艺规范见下: 硫酸镍 NiSO47H2O 250-300 氯化镍NiCl6H2O 20-50 硼酸H3BO3 30-40 糖精C6H4COSO2NH2 0.5-1 l,4—丁炔二醇C4H6O2 0.3-0.5 十二烷基硫酸钠C2H25SO4Na pH 4-5温度 45-55 阴极电流密度 2-4 A/dm 搅拌方式空气搅拌+循环过滤 2.2.10 采用微粒镍封体系,添加镍封微粒可获得分布均匀的微孔数(大于10 万个/平方厘 米)。在镀铬的时候生成微孔铬,大大提高防蚀能力。镍封常用工艺规范见下: 硫酸镍280-320 氯化镍40-60 硼酸40-50 二氧化硅2-5 pH3.8-4.6 温度 50-60 阴极电流密度1-6 A/dm 搅拌强力空气搅拌 时间 2-3 min 2.2.11 镀铬 防护装饰性镀铬,常用作钢铁工件和锌合金工件电镀铜/镍或低锡青铜(抛光)/ 铬等组合镀层,可获得镜面光亮表面。采用的防护装饰性镀铬工艺规范如下所示。配方 采用中等浓度镀铬溶液。 CrO3230-270 硫酸H2SO4 2.3-2.7 温度48-53 阴极电流密度 15-30 A/dm 阳极材料铅或铅锑合金 定期化验镀液,并及时调整,以维持CrO3H2SO4=1000.8-1001.3(体积比)。 同时需要△▪▲□△补加铬酐和硫酸时,应先加铬酐,然后化验SO4 含量,再根据化验结果补加硫酸,以免铬酐中含有SO4 而使镀液中的H2SO4含量过高 2.2.12 废水处理 含铬废水采用亚硫酸氢钠法(兰西处理法)进行处理。在酸性溶液中,亚硫酸氢 钠和六价铬离子反应,使六价铬离子还原成三价硫酸铬。然后,用氢氧化钠调节 p▲=○▼H 生成氢氧化铬沉淀,分离沉淀后,将沉淀烘干,送抛光膏厂回收利用。其方法是:(1)把含亚硫酸氢钠 2-3g/L 溶液放在化学洗净槽、,再加入 20%硫酸调整 pH 2.5-3。(2)沉淀槽溶液用20%氢氧化钠溶液调整pH 至7-8。 (3)1kg Cr 需要亚硫酸钠的理论值为3.2kg。1kgCr 实际需要亚硫酸钠为4kg。其流程图如图2 所示: 工序溶液成分 工艺条件 备注 化学除油Na2CO3 10-20g/L Na3PO4 10-20g/L Na2SiO3 10-20g/L OP—10 乳化剂 1-3g/L 60-80 40 min 热水洗H2O 50-60 流水洗H2O 常温 酸洗除锈浓盐酸 常温 20 min 混合酸10% HCl+10% H2SO4 常温 20 min H2O常温 电解除油NaOH 10-20g/L NaCO3 50-60g/L Na3PO4 50-60g/L 60-80 热水洗H2O 50-60 流水洗H2O 常温 10 酸洗 浓盐酸 常温 11流水洗 H2O 常温 12 活化 1:2 HCl 常温 NiSO4250-300g/L NiCl2 30-50g/L H3BO3 0.1-0.15g/L 50-55 pH 4-5 4min 整流器 14回收 15 流水洗 H2O 常温 16 活化 1:2 HCl 常温 17 焦磷酸盐 镀铜 Cu2P2O7 70-100 K4P2O7300-400 C6H17N3O714- 15 40-601.5-3.0 A/dm 24minpH 8-8.8 整流器 净化回收清洗槽 净化 SeO20.008-0,02 C7H5NS20.002-0.004 18回收 19 流水洗 H2O 常温 20 酸洗去膜 10% H2SO4 常温 21流水洗 H2O 常温 22 酸洗 10% H2SO4 常温 23光亮镀镍 NiSO4 250-300g/L NiCl2 30-50g/L H3BO3 0.1-0.15g/L 糖精 0.6-1g/L 十二烷基磺酸钠 35-45g/ 40-50 3-4 A/dm 16minpH 4-5 24 回收 25流水洗 H2O 常温 26 活化 1:2 HCl 常温 NiSO4280-300g/L NiCl2 30-50g/L H3BO3 35-40g/L 二氧化硅 2-5g/L 50-55 3-4 A/dm 2minpH 4-5 整流器 28喷淋水洗 H2O 常温 29 流水洗 H2O 常温 30 酸洗 10% H2SO4 常温 31流水洗 H2O 常温 32 镀铬 CrO3 70-150g/L H2SO4 12ml/L LC-1 0.28-1.2g/L 30-50 10-30 A/dm 3min整流器 33三次回收 34 两次逆流 漂洗 H2O 常温 35 36检验 铬镀层质量的检验: 镀层应具有光泽且带有浅蓝色. 不允许的缺陷:粗糙毛刺烧焦脱落和树枝状镀层; 表面不应有无铬,露底 镀层耐蚀性检验:浓硝酸浸渍试验:将受检镀件 浸入密度为 1.42 的浓硝酸 (试剂级)溶液中,在室温下经 无腐蚀现象评为合格.37 成品 主要设备的计算与选择3.1 镀槽尺寸和数量 根据每槽电镀时所通过的最大电量,以及电镀零件的外形大小,基本上可以确定 镀槽的大小。经过测算镀槽的大小为: 前处理槽:长宽高=1000mm1000mm2500mm=2500L 电镀槽: 长宽高=1000mm1000mm2500mm=2500L 固定槽数量的计算: 固定槽数量的计算根据电镀零件的表面按下式计算: n——槽子数量(个);P——年生产纲领(支); Y——设备装载量(支); t1——工件在槽中的电镀时间(min); t2——工★△◁◁▽▼件装入,取出镀槽时所需的辅助时间(min); T——设备年时基数(h); K1——系数,考虑到上、下班前后工件表面准备和镀后工序所需的时间。 P=100000 支,T=3900h,K1=1.04,K2=75%,t 镀铜=◆▼24min,t 镀镍=16min,t 镍封=2min, 支,t2=2min电镀槽数量的计算结果见表2 所示: 内部尺寸年生 设备 每年 每次 设备设备数量(个) 设备 名称(mm) 负荷次数 处理时间 t=t1+ t2 (min ta=60 年时基础 K1/T采用 数n1 0 10 1250026 54167 3900 1.44 光亮镀Ni 0 10 1250018 3750 3900 0.78 0 10 8333900 0.17 0 125003min 10 7253900 0.15 753.2 整流器和辅助设备 3.2.1 焦磷酸盐镀铜 所要求的阴极电流密度为1.5-3A/dm =600(A)考虑到焦磷酸盐镀铜的实际受镀面积等情况,每槽可以确定选用 0-12V、0-2000A 的直流电源1 台,7000W 钛加热管2 3.2.2光亮镀镍 所要求的阴极电流密度为3-4A/dm =1200(A)确定每槽选用0-12V、0-2000A 的直流电源1 台,7000W 钛加热管2 3.2.3镀铬 所要求的阴极电流密度为15-30A/dm 。同时镀铬为保证质量,采用每槽一挂的方式电镀,每个挂具上的面积约75dm ,这样所需要的电流流就相对少一些。20A/dm =6000(A)可以确定每槽选用0-12V、2000A 的直流电源2 台,7000W 聚四氟乙烯加热管2 各电镀槽技术条件见表3所示: 槽子名称溶液性 衬里材料 水洗槽水洗槽 浸蚀槽 镀铜槽 镀铬槽回收槽 碱性 碱性 中性 中性 酸性 碱性 酸性 氧化性 60~8060~80 50~60 室温 室温 40~60 40~50 30~50 室温 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 碳钢 PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC 设计图的确定4.1 电镀车间总平面布置图 附图(一)设计的是自行车车把电镀车间总平面的布置简图。 4.2 工艺流程设计图 工艺流程设计图见附图(二) 由于要求车把年产量为 10 万只,电镀要求都为同一类零件,批量较大,故生产 线采用椭圆线型自动生产线。其生产效◆●△▼●率高,自动控制比较简单,适合于这样大批量零 件的生产。 4.3 电镀车间工艺主要设备图 4.3.1 镀镍槽设计图 镀镍槽设计图见附图(三)。 镀◇•■★▼镍过程中,镀液为酸性,对槽体有腐蚀○▲-•■□作用,故用塑料作衬里。镀液需要加热, 采用电加热方式进行加热镀槽。 4.3.2 镀铬槽设计图 镀铬槽设计图见附图(四)。 由于镀铬过程对渡槽的温度要求较严格,温度◁☆●•○△既要均匀,又要保温稳定,根据这 种要求,故用水套式结构槽。如附图(四)所示。 镀铬溶液对钢铁的槽体有侵蚀作用,因此,用聚氯乙烯作衬里。 镀铬时会产生大量铬雾,在槽体边设有吸风装置以及在槽中△▪▲□△加抑雾剂,减少空气污染。 主要工艺设备一览表自行车车把电镀车间设计中要用到得主要设备见表4 所示: 设备名称规格或要求 数量 化学除油槽0mm 电解除油槽0mm 热水洗槽0mm 流水洗槽0mm 13 喷淋槽0mm 浸蚀槽0mm 镀铜槽0mm 10回收槽 0mm 11定时过滤机 20T/h 12空压机 13不锈钢电加热器 7000W 12 14钛加热棒 7000W 20 15聚四氟乙烯加热棒 7000W 16高频开关电源 0-12V,0-2000A 11 17高频开关电源 0-12V,0-4000A 18阳极篮 19恒温控制器 水银恒温温度计和继电器开关 12 评述本设计内容设计的是年镀10 万支自行车车把的电镀车间。 本自行车车把电镀车间设计,工艺采用在钢件上采用铜/镍/镍封/铬体系,能够得 到结合力良好的镀层,而且防护和装饰性都很好,电镀成本低廉,因此选用它可带来的 较高经济效益。虽然六价铬电镀有毒而且污染环境,但严格做好三废的处理,达到国家 排放的标准,方案还是可行的。 设计根据年产量的要求,计算了年时基数,设备台数,镀槽的数量等。工艺设计了各个工序的工艺规范及镀液的维护要点。设计了各电镀工艺的镀槽、工艺流程以及电 镀车间里工艺的平面布置图。此设计方案采用较成熟和先进的工艺,采用机械化程度较 高的椭圆线式自动生产线,采用了一些先进的设备,能提高生产效率。在废水处理方面, 镀件的清洗方式采用串联逆流漂洗的方式,不仅清洗彻底,节约用水,而且清洗效果非 常好。废水的处理采用较经济的化学处理法集中治理,严格控制排放量,达到环保要求。 参考文献 化学化工学院课程设计评分表专业班级 姓名 学号 评价 单元 评价要素 评价内涵 满分 评分 知识 水平 30% 文献查阅与 知识运用能 能独立查阅文献资料,并能合理地运用到课程设计之中;能将所 学课程(专业)知识准确地运用 到课程设计之中,并归纳总结本 课程设计所涉及的有关课程知识 20 课程设计方 案设计能力 课程设计整体思路清晰,课程设 计方案合理可行 10 说明 50%文题相符 与课程设计任务书题目相符,内 容与文题相符 写作水平整体思路清晰,结构合理,层次 分明,语言表达流畅,综合概括 能力强 30 写作规范 符合课程设计说明书的基本要 求,用语、格式、图表、数据、 量和单位及各种资料引用规范 (符合标准);符合课程设计规定 字数 15 学习 表现 20% 工作量 课程设计工作量饱满,能按时完 成课程设计规定的工作量 10 学习态度 学习态度认真,遵守课程设计阶 段的纪律,作风严谨,按时完成 课程设计规定的任务,按时上交 课程设计有关资料 10 指导教师评定成绩: 实评总分 ;成绩等级 指导教师(签名) 注:按优(90-100 分)、良(80-89 分)、中(70-79 分)、及格(60-69 分)、不及格(60 分以下) 五档制评定成绩。 设计评语:指导教师: 设计成绩评定:备注:

每日送6元救济金玖玖棋牌