概論

1.目的

某電鍍加工廠要新建一幢電鍍車間，以滿足被加工對象的外觀和內(nèi)在質(zhì)量等多方面的要

求：經(jīng)設(shè)計后建成的電鍍車間滿足工藝成熟穩(wěn)定、設(shè)備運(yùn)行合理，資源利用率高、對環(huán)境污

染小、投產(chǎn)費(fèi)用低。

2.設(shè)計的依據(jù)

每年需要電鍍加工下水45度連接管數(shù)量：135萬/年，三班制生產(chǎn)。鍍件由黃銅管制作,

在電鍍加工之前已經(jīng)過320號打磨和拋光處理，表面和管內(nèi)存在拋光膏和輕微氧化物。

設(shè)計要求：要求設(shè)計一條直線式電鍍生產(chǎn)線，為其安排一相應(yīng)的車間和配備必須的輔助

場地。

電鍍要求：

（1）要求電鍍防護(hù)裝飾性鍍層，表面近白色、平滑光亮，有一定的耐磨性，表面

不能有明顯的劃痕和毛刺。

（2）表面鍍層有較好的抗變色能力。

（3）鍍層通過24小時酸性鹽霧試驗(yàn)（ASS）,無腐蝕點(diǎn)出現(xiàn)。（全部表面鍍層）

3.車間概況

經(jīng)設(shè)計該廠車間坐北朝南，車間內(nèi)通道為東西走向，兩側(cè)設(shè)大門，倉庫設(shè)有與外界相通

的大門，以方便產(chǎn)品的進(jìn)出。車間總長為48m,寬18m,產(chǎn)房凈高度7m,車間除生產(chǎn)區(qū)外

還設(shè)有輔助辦公區(qū)等場地，生產(chǎn)區(qū)面積大約300nR輔助等辦公場地430m2。

車間北側(cè)分布有倉庫、原料庫、實(shí)驗(yàn)室、凈化水、電源室、機(jī)修室、更衣室、辦公室。

南側(cè)為前后處理室和工藝車間。

被加工零件從倉庫門.進(jìn)入存放，然后進(jìn)入電鍍線，鍍完后進(jìn)入檢驗(yàn)室，完成檢驗(yàn)后放入

成品庫，最后由成品庫大門直接運(yùn)送出廠。人員來往，原料輸送等主要以東西兩側(cè)大門出入,

見設(shè)備平面圖。

4.工作生產(chǎn)組織

(1)生產(chǎn)班制

根據(jù)每年生產(chǎn)135萬為產(chǎn)量要求以及產(chǎn)品尺寸要求，本車間是三班制生產(chǎn)。

(2)生產(chǎn)年時基數(shù)

工作日：一周5天，全年52周，10天國定假期，一年為251個工作日，時間損失為II%。

三班制生產(chǎn)設(shè)備的年時基數(shù)為5140小時。

(3)人員配備(見表I)

表1車間人員配備表

生產(chǎn)工人輔助工人管理人員技術(shù)人員

\型

*\

機(jī)電運(yùn)行計統(tǒng)檢工化設(shè)

修工輸政劃計臉?biāo)囼?yàn)備廢

電

每班411211121111

鍍

前

處每班311211121111

理

總?cè)藬?shù)99管理人員占30席

技術(shù)人員占24%女工占6%

5.車間生產(chǎn)能力

經(jīng)設(shè)計后生產(chǎn)運(yùn)行周期為5.3分鐘，一次出24個零件。

實(shí)際生產(chǎn)量為：p=----------------=----------------------=139.65力只/年

金5.3

增產(chǎn)量為：

139.65-135=345%<5%

135

返工率為：2%

碳酸鈉(g/L)20-30

磷酸三鈉(g/L)50-70

硅酸鈉(g/L)10-15

溫度(℃)80-90

操作時間(min)±15

②酸洗

鹽酸1:1

溫度(℃)室溫

操作時間(min)±5

③電化學(xué)除油

氫氧化鈉(g/L)10-15

碳酸鈉(g/L)20-30

磷酸三鈉(g/L)50-70

硅酸鈉(g/L)10-15

溫度(°C)70-80

電流密度(A/dnO3-8

陰極(min)5-8

陽極(min)0.3-0.5

電鍍：電鍍銀，銘工藝現(xiàn)在都較為成熟，我們知曉的一些工藝都較為古老，應(yīng)用性不好，我

們這里選用現(xiàn)今常用的加添加劑的鍍液，這種鍍液性能好，得到的鍍層結(jié)晶細(xì)致，光亮，溶

液電流效率高等許多優(yōu)點(diǎn)。

①鍍半光亮鍥

硫酸鍥(g/L)300-350

氯化鈉(g/L)18-22

硼酸(g/L)40-45

SN-無硫半光亮劑1.0-L4、

PH4.0-4.8

陰極電流密度(A/cW)2-6

電流效率95%

溫度(℃)52-58

攪拌方式陰極移動

電鍍時間(min)15.36

注：SN-92上海永生助劑廠研制，供應(yīng)。

②鍍光亮銀

硫酸銀(g/L)250-30()

氧化銀(g/L)50-60

硼酸(g/L)40-50

LY-923(M)開缸劑(g/L)20-25

LY-923(R)補(bǔ)充劑(g/L)0.8-1.2

LY920潤濕劑1.0-4.0

PH384.4

溫度(℃)55-65

陰極電流密度(A/dn?)3-4

電流效率95%

注：添加劑由天津市中盛化工新技術(shù)開發(fā)公司研制生產(chǎn)

③鍍銘

銘好(g/L)160-200

硫酸(g/L)0.6-0.8

三價銘(g/L)<2

格酊：硫酸100:0.3-0.4

RL-3C添加劑(g/L)4.5-5.5

電流密度(A/d-)6-12

陽極Pb-Sn(>5%)

SRI：SBJ1:2-3

電流效率18-22%

注：添加劑由湖南稀土金屬材料研究所研制。

電度計算時間:

60hxy

計算公式:___x______-___

100exDkxr)A

式中：t----電鍍時間(min)

h——電鍍層厚度1微米)

Y——電鍍層金屬比重(g/cn?)

c----電化學(xué)當(dāng)量(g/Ah)

Dk----陰極電流密度(A/dm2)

nk-----陰極電流效率(％)

結(jié)果:

60hxY

鍍半光亮銀:=15.36min

100cxDkxr|A,

鍍光亮銀一瑞,出

=10.24min

（2）工藝流程

上架一堿性除油一熱水洗一清洗一超聲波除油一熱水洗一清洗一酸洗一清洗一清洗一電化

學(xué)除油一熱水洗一清洗一酸洗一清洗一清洗一鍍半光亮銀一回收一鍍光亮鍥一回收一回收

f回收一清洗f活化一熱純水洗一裝飾鍍銘一回收f回收一回收f清洗一熱水洗f干燥一

下架

（3）各工序的工藝規(guī)范，見附表一，生產(chǎn)工藝卡

（4）各工序?qū)υO(shè)備的要求見附表二，參數(shù)配置表

4.工藝加工方式

本工藝采用直線式自動線掛鍍的形式組織生產(chǎn)。

三、掛具和槽體

1.掛具

掛具是工件電鍍的載體，它主要傳送電流和支撐鍍件的重量，掛具對零件電鍍的質(zhì)有著

直接的影響。設(shè)計時既要考慮材料的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，又要考慮制作的成本。根據(jù)工藝，

采取銅質(zhì)材料。土桿和支桿可適當(dāng)降低要求，采用導(dǎo)電性相對低些的鋼鐵材料，從而降低制

作的成本。不銹鋼絲具有較好的機(jī)械強(qiáng)度所以將它作為掛具的掛鉤。根據(jù)鍍件及掛具的重量,

將掛具定為一排掛裝4個工件，一個掛具設(shè)計2排支桿，共吊掛鍍件8個。

（1）掛具尺寸

a.工件之間的間距為60mm,工件邊緣與主桿相距40mm。

掛具寬度=2X40+3X60+4X120=740nun

b.「件最高點(diǎn)距液面5（）mm,液面距槽口150mm,槽口距極棒100mm,「件長240mm,

工件上下距50mmo

掛具高度：2X240+50+100+150+50=830mm

（2）掛具示意圖

2.固定槽

固定槽是電鍍車間的主要設(shè)備。槽子尺寸的確定直接影響到車間的生產(chǎn)能力及技術(shù)經(jīng)濟(jì)

標(biāo)準(zhǔn)，其長、寬、高均應(yīng)滿足電鍍加工設(shè)備，鍍層質(zhì)量的要求。采用的材料對工藝無影響，

且有一定的強(qiáng)度、耐用、來源廣、成本低。

（1）制作槽子的材料

本設(shè)計中槽體采用聚丙烯塑料板：U型鋼作加強(qiáng)筋內(nèi)筋，外包聚丙烯塑料防腐。槽壁厚

度15

加強(qiáng)筋的尺寸：6#U型鋼63X40:；聚丙烯塑料厚度5

（2）工藝槽中得極棒數(shù)

主要參數(shù)：年時基數(shù)514C，h/年；年產(chǎn)量135+135義5%=141.75萬只/年；返工率2%

每根極棒吊掛掛具3個，總工件數(shù)24個。

理論周期：r=Z^=5140x24x60xQ.98=5J2

14175(H)

以鍍半光亮銀為例:

電鍍時間15.36位口

陰極棒數(shù)n=--------=----=3木艮

理論周期5.12

因此，為滿足電鍍時間需采用3根陰極棒。

各處理槽的極棒數(shù)如卜.:

①化學(xué)除油槽3

②超聲比除油槽1

③酸洗槽1

④電化學(xué)除油槽I

⑤半光亮銀鍍槽3

?光亮鍍銀槽2

⑦鍍格槽1

⑧清洗槽1

⑨回收槽1

⑩活化槽1

@熱水槽

?干燥箱3

(3)各類槽子的內(nèi)徑尺寸

A.槽體內(nèi)徑的計算方法

以鍍半光亮銀為例：

①槽長

L=1I+212+1X=3X740+50X2+2X100+100=2620mm-*2600mm

li極棒上掛具邊緣之間的距離(mm)12掛具到邊緣的距離(mm)k陰極移動(mm)

②槽寬

B=nb1+2nl3+(n+1)b2+2L+yb3+yk

=3X40+3X2X200+4X50+2X50+2X50+2X50=1820m1L1800mm

b鑲件的厚度(mm)b鑲件邊緣與陽極的距離(mm)b2陽極壁厚(mm)

L陽極與加熱管的距離(mm)b3加熱管外徑(mm)k加熱管與槽壁的距離(50mm)

n極棒數(shù)y加熱管數(shù)

③槽高

H=hi+h2+h3+h4=530+150+50+250=980—1000mm

hi掛具中鍍件的有效高度［mm)1匕液面到槽沿的高度(mm)

h3鍍件最高點(diǎn)與液面的距離(mm)ht鍍件下端距槽底的高度(mm)

B.電鍍線各類槽體的內(nèi)徑見下表2：

表2電鍍線各類槽體的內(nèi)徑尺寸

化學(xué)除油槽2600X1200X1000

超聲波除油槽2600X450X1000

酸洗槽2600X450X1000

電化學(xué)除油槽26(X)X900X1000

清洗槽2600X450X1000

熱水槽2600X450X1000

活化槽2600X450X1000

半光亮銀鍍槽2600X1800X1000

光亮鍍銀槽2600X1400X1000

銘鍍槽?60()X900X1000

干燥箱（3個）2600X650X1000

（4）槽子外徑尺寸

在設(shè)計中，為了盡可能縮小自動線的長度尺寸,常常將某些輔助槽設(shè)計成聯(lián)體槽的形式,

因此自動線上的槽子尺寸并不是簡單的槽子內(nèi)經(jīng)加上壁厚和將強(qiáng)筋。

A.設(shè)計計算方法

a.單槽：以半光亮銀鍍槽為例

槽長:2600+15X2+63X2+5X2=2766

槽寬：1800+15X2+63X2+5X2=1906

槽高：1000+15=1015

半光亮銀鍍槽外徑尺寸為：2766X1966X1015

b.雙聯(lián)槽：以熱水洗清洗雙聯(lián)槽為例：

槽長：2600+15X2+63X2+5X2=2766

槽寬：450X2+15X3+63X2+5X2=1081

槽高：1000+15=1015

c.三聯(lián)槽：以回收、回收、回收三聯(lián)槽為例

槽長：2600+15X2+63X2+5X2=2766

槽寬：450X3+15X4+63X2+5X2=1546

槽高：1000+15=1015

B.各類槽體的外徑尺寸

化學(xué)除油槽2766X1366X1015

超聲比除油槽2766X616X1015

熱水洗，清洗雙聯(lián)槽2700X1081X1015

電化學(xué)除油槽2766X1066X1015

半光亮銀鍍槽2766X1966X1015

光亮鍍銀槽2766X1566X1015

鍍珞槽2766X1066X1015

回收、回收、回收三我槽2766X1546X1015

清洗、活化雙聯(lián)槽2766X1081X1015

酸洗槽2766X616X1015

干燥箱2766X800X1615

（5）自動線槽體設(shè)備明細(xì)表見附表二

四、自動線參數(shù)

自動線尺寸

(1)長度

自動線長度是生產(chǎn)線長度方向上各種尺寸的和。

A.槽體寬度總和為：22553

B.陰極移動裝置兩套：2X400=800

C.槽邊排風(fēng)：化學(xué)除油、電化學(xué)除油、鍍銘采用雙側(cè)排風(fēng)，酸洗采用單側(cè)排風(fēng)，合計:

250X8=2000

D.槽體排列中槽體間隙：10X18=180

總長：25533

⑵寬度

自動線寬度由單槽的長度和兩側(cè)安裝管道等空間、操作平臺的寬度等組成。

A.單槽長度：2766

B.安裝管道所需空間：300X2

C.操作平臺的寬度：700

總寬：4066

⑶高度

高度是指槽體部分和基座之和。

A.槽體高：1000

B.基座高：300

總高度：1300

五、主要輔助設(shè)備

L陰極移動裝置

采用攪拌能提高工藝的電流密度從而加快電鍍速度提高生產(chǎn)效率，同時采用攪拌能防止

鍍層產(chǎn)生條紋，增加鍍層的光亮度。因此，電鍍中一般都采用攪拌。本次鍍饃工藝中，我采

用了陰極移動方式攪拌。

參數(shù)：移動距離100

移動頻率20次/分

設(shè)備數(shù)量：2套

2.過渡機(jī)

電鍍過程中由于不均勻溶解和鑲件在溶液中溶解積累機(jī)械類雜質(zhì)，而過濾鍍液能減少機(jī)

械類雜質(zhì)在鍍液中的積累，防止鍍層出現(xiàn)粗糙、毛刺等故障。

半光亮鍍銀槽：2-3次/h型號：CR400-3016t/h

光亮鍍銀槽：2-3/h型號：CR400-2010t/h

鍍珞槽：l-2/h型號：CR400-106t/h

注：上海大張過濾設(shè)備有艱公司

六、行車設(shè)計

表3行車技術(shù)參數(shù)表

項目臺數(shù)臂數(shù)水平速度垂直速度起吊距離吊臂間距

數(shù)據(jù)3213m/s14m/s1100mm0.4m

1.行車設(shè)計

A.次數(shù)升降33次

B.升降高度：1000-250+1()0+250=1100mm

C.車速度：水平：13m/irin

升降：14m/min

2.行車運(yùn)行周期設(shè)計

A.行車運(yùn)行總時間

各類槽延時：

第二次酸洗：30-60s

活化：30-60s

鍍銘:2min

行車運(yùn)行中動作轉(zhuǎn)換延時：=1.65

60

.21,2〃/,25.5x21.1x33x2/卜八

7L.=------F-------+&+/』=---------1------------------F4+1t.65=14.9min

V,K341413

B.車臺數(shù)

^=—=2.9取3臺

琮5.1

C.每臺行車的工作周期

第一臺和第一臺行車在第13步清洗槽內(nèi)交換，第一臺和第三臺行車在第25步熱純水洗槽內(nèi)

交換。

A車:

a.槽體寬度總長：11.3m

,2/,2*11.3x22x13x1.1…

-------H------------F0.65=4.2min

4寸寸百1413

B車：

總長8.8m

升降次數(shù)12

72/,2〃/,8.8x22x12x1.1”

71=—L+--+-----+---------+0.6+1=4.9min

8KK1413

C車:

總長：6.1m

升降次數(shù)：7

丁2/,2叫

T=----F---4-/^4-/.婦當(dāng)在四+0.35+2=4.4min

c匕匕1413

D.實(shí)際生產(chǎn)周期

三車均小于理論周期

E.實(shí)際產(chǎn)量

Tx//?x605140x24x60=

p=----------=------------=144.56萬

65.12

去除不合格品數(shù)144.56-(1-3%)=140.22

*=39%

所以設(shè)計符合要求。

七、槽電源

生產(chǎn)線上所用的電源，根據(jù)確定的工藝均采用三相橋式可控硅整流，一臺電源給一個槽

子供電。電源布置在相對應(yīng)的工藝槽邊，減少銅排長度，減低能耗。

（1）半光亮銀

單個鍍件的面積為S=6dn?；一根陰極棒上有工件24個，有三根陰極棒，電流密度上限6A.

銅排布線長度6m：槽電壓6V

S總二24X6X3=432dm?

IHd^kXImax=lX6X432=2592A

VHd>Vmax+V線=6.6V

Px2/x勒

S>=645mm2

10%XL

結(jié)果：整流器選擇：三相僑式3000A/12V

導(dǎo)電排：100X8銅導(dǎo)電排一片。

（2）光亮銀

同理，選擇整流器：三相橋式2000A/12V

導(dǎo)電排：80X6銅導(dǎo)電排一片。

（3）鍍格槽

選擇整流器為：三相橋式2000A/12V

導(dǎo)電排:80X6銅導(dǎo)電排一片。

（4）電化學(xué)除油槽

選擇整流器為三相橋式3000A/12V

導(dǎo)電排為100X8銅導(dǎo)電排。

八、排風(fēng)設(shè)計

電鍍生產(chǎn)過程中，工藝槽中會散發(fā)出有害氣體。為了防止有害氣體污染環(huán)境，影響工藝

和生產(chǎn)設(shè)備，必須結(jié)合工藝設(shè)置排風(fēng)。

1.排風(fēng)裝置參數(shù)

在本次的工藝中，化學(xué)除油槽，電化學(xué)除油槽，酸洗槽，鍍飴槽需要排風(fēng)?，F(xiàn)經(jīng)過設(shè)計

得到的參數(shù)如下表4：

表4設(shè)備對排風(fēng)的要求表

排風(fēng)量風(fēng)罩型號（尺寸）只

(m3/h單（雙）側(cè)

截面長度條縫形式

設(shè)備名\

)數(shù)

化學(xué)除油槽3400高13250X2503X2雙

電化學(xué)除油槽2600高20250X2502X2雙

酸洗槽1800高36250X2503單

鍍輅槽3400高26250X2503X2雙

2.排風(fēng)設(shè)計計算為例

化學(xué)除油槽為例：

（1）排風(fēng)形式

B=1200>600采用雙側(cè)高截面排風(fēng)罩。

查的初風(fēng)速0.3m/s

高截面排風(fēng)罩尺寸：自動線上250X250

（2）排風(fēng)量

（BV

L=3600xCxVxAxBx一=3404m3/h取3400m3/h

（3）排風(fēng)罩參數(shù)

采用6只排風(fēng)罩組合。每只排風(fēng)罩的排風(fēng)量為：

L=3400/6=566.7m3/h

訃確定條縫形式

V1取10m3/h

ki6566.7

f==0.0157，/

3600xV13600x10

j_=0.0157=025<03所以可采用等高條縫

Fl0.25x0.25

B、條縫尺寸

,f0.0157八…

/1)=—=-------=0.013/77

/1.2

條縫高度：13mm

九、管道設(shè)計

電鍍車間的生產(chǎn)過程中得鍍前處理、電鍍、鍍后處理。干燥過程中均需要一定的溫度,

通常采用加熱的方法來滿足。電鍍企業(yè)采用蒸汽加熱，用管道輸送至設(shè)備進(jìn)行加溫是較為經(jīng)

濟(jì)的方式。本自動線采用壓力為0.3MPa。

1、加熱設(shè)備的參數(shù)

根據(jù)指定的工藝，需要加熱的槽體有：化學(xué)除油槽，電化學(xué)除油槽，熱水槽，半光亮銀

鍍槽，光亮銀鍍槽，鍍鋁槽。參數(shù)如下表5：

表5設(shè)備對加溫的要求表

蒸汽

支管A管

X求加i

量槽內(nèi)加熱

設(shè)備名、

最大管徑管徑形式

材料材料

(kg/h)(DN)（DN）

化學(xué)除油槽175鋼管32鋼管25雙側(cè)

電化學(xué)除油槽164鋼管32鋼管25雙側(cè)

熱水槽70鋼管25鋼管20雙側(cè)

半光亮鑲103鋼管32鋼管25雙側(cè)

光亮鍥88鋼管32鋼管25雙側(cè)

鍍輅槽58鋼管25鋼管20雙側(cè)

2、蒸汽加熱計算示例

化學(xué)除油槽:V=2600X1200X(1000-150)=2652L

①蒸汽量

-QVrc(t^P

G=—=----=~^^^-^-=175kg/h

RTR-

②輸送管管徑

先設(shè)流速20m/s

4x175.......

---------------------------=0.038/w

3600x3.14x20x2.12

查手冊，取管徑DN32

③加熱管管徑

一般加熱管管徑比輸送管小一個尺寸，取625。

十、給排水設(shè)計

1.給水

(1)設(shè)備供水參數(shù)

電鍍車間需要用水的設(shè)備比較多，不同的工藝對水質(zhì)的要求不同，根據(jù)本電鍍線的工藝,

生產(chǎn)線上使用二種水：自來水和純水。各設(shè)備參數(shù)見表6

表6生產(chǎn)線用水量

水質(zhì)要求用水量支管

用水設(shè)備名

自來最大平均

稱純水材料管徑

水(m3/h)(m3/h)

熱水洗411.30.34PVC20

清洗9021.04PVC25

槽邊水龍頭230.088PVC25

（2）用水設(shè)備參數(shù)確定舉例

以熱水槽為例

①水槽體積：V=2600X450X(1000-150)=995L取In?

②水槽維持用水量：Q=VXn=lX0.3=0.3m/h

③水槽最大用水量：Qmax=(n+1)XV=(0.3+1)Xl=1.3m7h

④水槽平均用水量：“二吐—產(chǎn)”=0.34m，h

4x1.3

⑤支管管徑:=0.0196m

3.14x1,2x3600

查手冊，管徑為DN20

（3）槽邊水龍頭

杳手冊，槽邊水龍頭按每年每班150m3

（4）車間最大用水量

Q*g二0.8X（1.3X5+2X9+0.88X4）=22.4m3/h

（5）主管管徑

==

黑00=

管徑：DN80

2.排水

車間總排水量與給水量相同，參照給水量估算，但對于污水需要分開處理。

(1)酸堿廢水

酸堿廢水主要有除油，酸洗后的熱水槽和清洗槽。熱水槽3個，清洗槽7個

采用平均用水量計算：

總排水量：0.34X3+1.04X7=8.3m：7h

(2)鍍銀廢水

鍍銀工藝后清洗槽1個

總排水量：1.04m7h

(3)鍍格廢水

鍍格工藝后清洗槽1個，熱水槽2個

總排水量：1.04+0.34X2=1.72ni7h

本生產(chǎn)線的總排放量為：」1.06?/h

凡排放的工業(yè)廢水中含有害物質(zhì)時，一定要經(jīng)過處理，使其符合國家規(guī)定和當(dāng)?shù)氐墓I(yè)

廢水中有害物質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

十一、設(shè)計總結(jié)

本次設(shè)計考慮了各方面的因素，綜合的設(shè)計了整個電鍍車間的方方面面。自動線型的電

俄生產(chǎn)效率高，工人在進(jìn)行上下掛具時因設(shè)計也會比較玨松。但是在許多方面還不夠完善,

例如行車的設(shè)計，因?yàn)槟芰τ邢?，我采用了順序式的布置，在利用率上還不夠完美。

經(jīng)過本次設(shè)計，收獲頗豐，更加深入，全面地了解了整個電鍍生產(chǎn)過程。

目錄

一、概論........................................................................1

1.目的.....................................................................1

2.設(shè)計的依據(jù)...................................................二........1

3.車間概況................................................................1

4.工作生產(chǎn)組織............................................................2

二、車間工藝....................................................................4

1.前言....................................................................4

2.鍍層結(jié)構(gòu)................................................................4

3.主要工藝及工藝流程...........................................