一种用于制造电铸药型罩的多级辅助阴极装置

摘要

本发明属于药型罩制造技术领域，具体是一种用于制造电铸药型罩的多级辅助阴极装置。解决了现有电铸方法生产药型罩效率低下的问题，包括多级吊装法兰盘、短吊装杆、多组长吊装杆以及多个空心连杆，相邻上下两级吊装法兰盘之间通过两个对称位置的长吊装杆连接，长吊装杆两端通过螺栓紧固，相邻两级吊装法兰盘之间安装有一个空心连杆，空心连杆内连接有多级芯模间的阴极电线，空心连杆下端设置导线导出螺栓；第一级吊装法兰中部设置一级药型罩芯模，其余各次级吊装法兰中部设置次级药型罩芯模，最上级吊装法兰盘通过导电螺栓将阴极电流通过一级药型罩芯模引出，其余各级吊装法兰通过导线导入螺栓将阴极接到各次级药型罩芯模上。

说明书

技术领域

本发明属于药型罩制造技术领域，具体是一种用于制造电铸药型罩的多级辅助阴极装置。

背景技术

作为反坦克穿甲弹战斗部的关键部件，药型罩是形成侵彻装甲的射流的主要元件，其质量的优劣将直接影响到穿甲弹破甲性能的好坏。药型罩一般为具有一定壁厚的金属材料锥形回转体，其制作材料理化性能、组织结构都会对其在高温高压下形成射流的能力产生影响，而组织结构等微观性能又受到药型罩加工工艺的制约。国内外研究表明，采用不同加工方法制作的药型罩组织结构和力学性能不同，侵彻性能也因此存在很大差异。

目前，药型罩的加工制造方法主要有旋压、热锻、柔锻、电铸等。其中，电铸法是利用电沉积的方法让金属原料在阴极原型上附着沉积成型，与其它锻造类成型工艺相比，电铸法制备的药型罩具有组织可控、晶粒均匀细小、几何精度高、材料利用率高、成本低等优点，能够具有理想的侵彻效果，因此被广泛采用。然而，为了保证电铸药型罩具有均匀细致的晶粒，需要严格控制生产过程中电流大小和电铸液温度等条件，这需要严格控制电铸生产过程的电沉积速率。因此，与其他制造方法相比，电铸法制造单个药型罩的耗时较长，通常生产时长以天计，严重制约了相关企业的生产效率。

由此，开发一种既可以保障电铸药型罩产品质量，又可以显著提高生产效率的电铸药型罩生产工艺装置，对于相关制造企业的实际生产具有重要意义。

发明内容

本发明为了解决现有电铸方法生产药型罩效率低下的问题，提供一种用于制造电铸药型罩的多级辅助阴极装置。

本发明采取以下技术方案：一种用于制造电铸药型罩的多级辅助阴极装置，包括多级吊装法兰盘、短吊装杆、多组长吊装杆以及多个空心连杆，相邻上下两级吊装法兰盘之间通过两个对称位置的长吊装杆连接，长吊装杆两端通过螺栓紧固，相邻两级吊装法兰盘之间安装有一个空心连杆，空心连杆内连接有多级芯模间的阴极电线，空心连杆下端设置导线导出螺栓；第一级吊装法兰中部设置一级药型罩芯模，其余各次级吊装法兰中部设置次级药型罩芯模，最上级吊装法兰盘通过导电螺栓将阴极电流通过一级药型罩芯模引出，其余各级吊装法兰通过导线导入螺栓将阴极接到各次级药型罩芯模上，每级吊装法兰盘下方均安装有一个环形遮挡罩，每级吊装法兰盘均安装一个短吊装杆，短吊装杆下端通过遮挡罩固定架与锥形遮挡罩连接。

进一步的，多级吊装法兰上用于安装长吊装杆或短吊装杆的导孔和用于安装空心连杆的导孔均布于同一半径圆上，相邻两孔圆心与法兰圆心连线夹角均为60°。

进一步的，一级药型罩芯模下端为尖端部分，尖端部分上部设置芯模大圆台，芯模大圆台上部设置芯模次级圆台，芯模次级圆台上部设置芯模细轴端；所述的次级药型罩芯模下端为尖端部分，尖端部分上部设置芯模大圆台，芯模大圆台上部设置芯模次级圆台，芯模次级圆台顶部设置芯模吊装螺栓孔；所述的环形遮挡罩的内径比芯模大圆台外径大25mm，高度比芯模大圆台的高度大10mm。

进一步的，锥形遮挡罩的锥度与药型罩芯模外轮廓锥度相同，锥形遮挡罩的最大端圆内径与药型罩芯模大圆台外径相同，锥形遮挡罩的内部深度与药型罩芯模锥形部分高度值相同，锥形遮挡罩的小圆面与药型罩芯模尖端的距离为25~35mm。

进一步的，除最高级之外各级吊装法兰上悬挂的药型罩芯模在其顶部圆面中心位置加工有配合吊装螺栓的螺孔，螺孔用于与吊装螺栓配合。

进一步的，最下级吊装法兰盘上安装两个短吊装杆用来安装遮挡罩固定架。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1. 本发明采用多级吊装形式的阴极辅助装置结构，可以在一个阴极旋转电机下串联吊装多个药型罩芯模，从而可以在一个电铸工位同时进行多个药型罩产品的生产，可以在不改变现有生产装备结构和布置的条件下，实现电铸生产效率的成倍提升。

2. 本发明采用绝缘、耐蚀性优异的聚四氟乙烯作为多级阴极辅助装置的主要制作材料，可以保证成套装置的使用时间，并可保证装置不会对药型罩产品质量产生影响。

3. 本发明中设计了与药型罩形状相配合的环形遮挡罩和锥形遮挡罩，改变了电铸溶液中电场线的走向和密度分布，可以控制药型罩芯模边缘和尖角部位的金属沉积速率，从而可以更好地调控电铸药型罩的组织细致程度，避免产品表面出现毛刺或结瘤。

4. 本发明中多级吊装结构中的吊装杆可以在阴极旋转过程中不断搅拌电铸溶液，有利于溶液中各化学成分的均匀分布。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中一级吊装法兰盘的俯视图；

图3为本发明中一级吊装法兰盘的主视剖面图；

图4为本发明中各次级吊装法兰盘的俯视图

图5为本发明中各次级吊装法兰盘的主视剖面图；

图6为本发明中双孔固定架的俯视图；

图7为本发明中三孔固定架的俯视图；

图8为本发明中长吊装杆的主视图；

图9为本发明中短吊装杆的主视图；

图10为本发明中空心连杆的主视图；

图11为导线导出螺栓示意图；

图12为本发明中锥形遮挡罩的主视剖面图；

图13为本发明中环形遮挡罩的主视剖面图；

图14为一级药型罩芯模的主视图；

图15为次级药型罩芯模的主视图；

图中：1-一级吊装法兰，2-空心连杆导孔，3-短吊装杆，4-锥形遮挡罩，5-双孔固定架，6-吊装螺栓，7-长吊装杆，8-次级吊装法兰，9-环形遮挡罩，10-三孔固定架，11-小紧固螺母，12-导电螺栓，13-大紧固螺母，14-吊装孔，15-空心连杆，16-导线导出螺栓，17-导线导入螺栓，18-导电螺栓孔，19-一级吊装法兰吊装孔，20-吊装螺栓孔，21-螺孔，22-固定架吊装孔，23-导出螺栓安装孔，24-一级药型罩芯模，25-次级药型罩芯模，26-芯模细轴端，27-芯模次级圆台，28-芯模大圆台，29-芯模吊装螺栓孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种用于制造电铸药型罩的多级辅助阴极装置，包括多级吊装法兰盘、短吊装杆3、多组长吊装杆7以及多个空心连杆15。本实施例以两级吊装法兰盘为例，分别为一级吊装法兰1和次级吊装法兰8。相邻一级吊装法兰1和次级吊装法兰8之间通过两个对称位置的长吊装杆7连接，长吊装杆7两端通过螺栓紧固，相邻两级吊装法兰盘之间安装有一个空心连杆15，空心连杆15内穿设有多级芯模间的阴极电线，空心连杆15下端设置导线导出螺栓16；每一级吊装法兰中部设置药型罩芯模，最上级吊装法兰盘通过导电螺栓12将阴极电流通过药型罩芯模引出，其余各级吊装法兰通过导线导入螺栓17将阴极接到各级药型罩芯模上，每级吊装法兰盘下方均安装有一个环形遮挡罩9，每级吊装法兰盘均安装一个短吊装杆3，短吊装杆3下端通过遮挡罩固定架5与锥形遮挡罩4连接。安装时各级吊装法兰的导电螺栓孔18需在同侧对应位置。一级吊装法兰处悬挂的药型罩芯模在安装时穿过吊装法兰中心的吊装孔19，一级药型罩芯模24的细轴端26直接与电铸设备旋转机构相连，其余各级药型罩芯模通过吊装螺栓6悬挂在各级吊装法兰上。在各级吊装法兰的下部均通过螺纹安装有环形遮挡罩9。

多级吊装法兰上用于安装长吊装杆或短吊装杆的导孔和用于安装空心连杆的导孔均布于同一半径圆上，相邻两孔圆心与法兰圆心连线夹角均为60°。

如图14，15所示，一级药型罩芯模24下端为尖端部分，尖端部分上部连接芯模大圆台28，芯模大圆台28上部连接芯模次级圆台27，芯模次级圆台27上部连接芯模细轴端26；所述的次级药型罩芯模25下端为尖端部分，尖端部分上部连接芯模大圆台28，芯模大圆台28上部连接芯模次级圆台27，芯模次级圆台27顶部设置芯模吊装螺栓孔29；所述的环形遮挡罩9的内径比芯模大圆台28外径大25mm，高度比芯模大圆台28的高度大10mm。

一级药型罩芯模24上有用于旋转电机下部三爪卡盘夹持的细轴端26；次级药型罩芯模25去掉细轴端，并且需要在芯模次级圆台27的圆心加工芯模吊装螺栓孔29，芯模吊装螺栓孔29与次级吊装法兰8上的吊装螺栓孔20具有相同孔径。

锥形遮挡罩4的锥度与药型罩芯模外轮廓尖端部分锥度相同，锥形遮挡罩4的最大端圆内径与药型罩芯模大圆台外径相同，锥形遮挡罩4的内部深度与药型罩芯模锥形部分高度值相同，锥形遮挡罩4的小圆面与药型罩芯模尖端的距离为25~35mm。

一级吊装法兰上挂装的药型罩芯模可直接采用原有芯模，其余各次级吊装法兰上悬挂的药型罩芯模需在顶部圆面中心位置加工出配合吊装螺栓的螺孔。

最下级吊装法兰盘上安装两个短吊装杆3用来安装遮挡罩固定架5。

本发明包括各级锥形遮挡罩4的安装方式，对于一级吊装法兰和最下级吊装法兰，可安装一个短吊装杆3并加装一个双孔固定架5，并在螺孔21安装锥形遮挡罩4；或可在两个关于圆心对称的吊装孔14的位置安装两个短吊装杆3并加装一个三孔固定架10，并在中间的螺孔21安装锥形遮挡罩4。对于中间的各级吊装法兰，为了给长吊装杆7预留足够的吊装孔14，均采用一个短吊装杆3配合一个双孔固定架5的方式安装锥形遮挡罩4。

本发明中的阴极电极由一级吊装法兰上的药型罩芯模处由导电螺栓12引出，导线一端连接到导电螺栓12上，并由空心连杆15穿入，经由导线导出螺栓16和导线导入螺栓17将导线接到其余各次级药型罩芯模上，这样便可使各级电铸芯模均为电铸负极。

本发明使用时，根据每个电铸生产工位的需要，将多级辅助阴极装置中除锥形遮挡罩4以外的部分先组装完毕，将各级电铸芯模悬挂于本发明上，再将锥形遮挡罩4安装到双孔或三孔固定架上，检查双孔固定架5上的锥形遮挡罩4的对中性，之后便可将本发明连同各级药型罩芯模吊装于电铸生产工位。在本发明吊装完成后，一级吊装法兰大圆下端面以下的部分都应浸没于电铸溶液中，各级药型罩芯模将会随多级辅助阴极装置同步同频转动，同一电铸工位的多级药型罩芯模上的药型罩可在同一时间段完成电铸成型。