[发明专利]一种用于采棉机摘锭的电加工装置和电加工方法

说明书

本申请提供一种用于采棉机摘锭的电加工装置和电加工方法。本申请在现有挂镀装置的基础上，进一步在电镀液内设置多角度环形喷嘴以及辅助电极结构，通过多角度环形喷嘴内部的出液口向摘锭的钩齿齿尖持续喷射电镀液，通过辅助电极在电镀过程中增强钩齿齿尖区域的电场强度。由此，本申请能够在挂镀工艺中同步通过喷射电沉积方式实现摘锭钩齿锐边结构处电场强度的局部增强，提升多角度环形喷嘴包覆区域内电镀液的流动特性和金属离子的传质速度，以有效提高摘锭钩齿锐边结构处镀层质量、厚度及均匀度。本申请的电加工装置还能够在调换电源正负极输出后实现对摘锭钩齿锐边结构的钝化、去毛刺处理，以提升摘锭钩齿的耐磨性能，延长其使用寿命。

技术领域

本申请涉及棉花采收设备技术领域，具体而言涉及一种用于采棉机摘锭的电加工装置和电加工方法。

背景技术

摘锭是采棉机使用最多的核心采摘部件和执行机构，摘锭前端的钩齿通过对成熟籽棉的钩挂、缠绕完成棉花的采摘作业。摘锭产品质量和耐磨性决定了采棉机的作业效率、采摘质量和作业经济性。实际作业过程中，由于摘锭的钩齿部会持续与挤压的棉铃、棉杆等不可采摘物质相互接触、碰撞，摘锭钩齿极易损耗，影响摘锭使用寿命。田间试验表明，摘锭前3个钩齿最易发生磨损失效，且失效部位主要会集中在钩齿的齿尖、主齿刃等锐边结构处，上述锐边结构位置的镀层最先出现磨损、剥落，直至基体材料损伤，使钩齿原有结构遭到破坏，导致摘锭钩挂、缠绕棉花的能力降低，从而直接影响采棉机的作业效率和采摘质量。

因此，提高摘锭钩齿的耐磨性对于提高国产采棉机装备关键核心部件的制造水平、推进棉花机械化采收及其相关产业的发展具有重要的现实意义。

目前，市面上生产摘锭的企业主要采用挂镀技术在摘锭表面制备镀层以提高其耐磨性能。实际挂镀工艺中，制备摘锭镀层时常常受限于挂镀工艺电流密度有限，镀液流动性弱、沉积效率低、难以排出气泡、表面易产生缺陷等问题，导致摘锭钩齿锐边结构上镀层结合力低、沉积不均匀、易磨损。

近年来，有学者通过表面强化处理方式提升摘锭的质量和耐磨性能。比如，通过电磁强化处理方式提升摘锭镀层的力学性能和耐磨性；或通过对摘锭表面采用热处理强化或等离子喷涂强化方式提升摘锭表面硬度和耐磨性。但是，以上工艺方式均仅能够在实验室环境中进行，无法直接应用于工业上实现大规模生产。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种用于采棉机摘锭的电加工装置和电加工方法，本申请通过在电镀液中增加多角度喷嘴和辅助电极，从而在挂镀工艺中同步通过喷射电沉积方式实现摘锭钩齿锐边结构处电场强度的局部增强，提升了包覆区域内电镀液的流动特性和金属离子的传质速度，以有效提高摘锭钩齿锐边结构处镀层质量与镀层厚度，有效提高摘锭钩齿的耐磨性能。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种用于采棉机摘锭的电加工装置，用于对采棉机摘锭进行电镀处理，其包括：基础电极板，其设置在电镀槽中，浸没于电镀液面以下，连接电源正极；多角度环形喷嘴，其设置在电镀液内，与电镀液输送管路相连通，电镀过程中，所述多角度环形喷嘴设置于待加工的摘锭外周，向摘锭的钩齿齿尖喷射电镀液；辅助电极，其设置在多角度环形喷嘴的内侧，正对待加工摘锭的钩齿齿尖，连接电源正极，在电镀过程中增强钩齿齿尖区域的电场强度；导电挂架，其连接电源负极，用于在电镀过程中分别夹持固定各待加工摘锭，并为各提供摘锭提供负极电通路；多角度环形喷嘴与辅助电极之间绝缘连接。

可选的，如上任一所述的用于采棉机摘锭的电加工装置，其中，所述多角度环形喷嘴具有中空环形结构的布液腔，所述布液腔与电镀液输送管路相连通，电镀过程中，布液腔设置为与待加工的摘锭同轴，布液腔内壁表面设置有供电镀液喷射的出液口，所述出液口设置为平行于摘锭钩齿齿尖沿线。

可选的，如上任一所述的用于采棉机摘锭的电加工装置，其中，所述辅助电极设置于多角度环形喷嘴内壁表面的出液口附近，辅助电极同样设置为平行于摘锭钩齿齿尖沿线。