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1、 . . 年产量400万辆永久牌自行车车圈电镀车间设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：化工与材料学院应用化学（电化学方向）学 号：职 称：汪烈焰工程师中国二一二年十二月诚信承诺书本人重承诺：本人承诺呈交的毕业设计年产量400万辆永久牌自行车车圈的电镀车间设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名：日期：年月日年产量400万辆永久牌自行车车圈电镀车间设计摘 要本文针对自行车的车圈电镀车间的设计，主要包括了工艺过程的拟定和相应工艺规，生产设备设计和计算，工艺流程设计和计算，生产用物料的计算，生产用水、
2、电、气的消耗量等进行阐述，同时还包括了工作人员的数目的确定和三废处理等，其中重点在介绍工艺设计和设备设计以与物料衡算，包括工作时间，镀槽规格，各个物料的消耗量。关键词：生产设备设计；工艺流程设计；物料衡算；车间设计Annual output of 4 million cars “forever” bicycle rim electroplating workshop designAbstractIn this paper the bicycle rim electroplating workshop design, including the process of formulating an
3、d corresponding technology standard, the production equipment design and calculation, process design and calculation, the calculation of the material production, the production water, electricity, gas consumption were reviewed, as well as the staff number of identified and three wastes treatment, of
4、 which mainly introduced in process design and equipment design and material balance, including working time, plating tank specifications, various material consumption. Keywords: equipment design;process design;material balance;workshop design;理工大学学院课程设计任务书20122013学年第2学期学生： 专业班级：应用化学2班指导教师：汪烈焰 工作部门：
5、实验中心一、课程设计题目：年产量400万辆永久牌自行车车圈电镀车间设计二、课程设计主要容（含技术指标）1工艺流程全图并对选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述或叙述，以列表的方式给出主要工艺卡片（容包括：序号、工序名称、工作液组成与工艺参数、工作地点等），设备一览表。2设计计算主要容有生产纲领（年生产量与各镀种面积），原辅材料消耗量，单位产品电耗、水耗，电镀工序的电镀时间以与主要设备的数量计算。3.简要叙述或论述“三废”处理方案。4.绘制电镀车间平面布置图（CAD），并在图中标注车间所在地的主导风向。5.参考文献格式要求编号作者书名出版单位，出版年份：第几页第几页编号作者文章题目刊名，年
6、，卷（期）：第几页第几页三、基本要求1容完整正文中应包括：概述、工艺设计、生产任务、生产设备设计与选择、产品质量检验和环保要求设计、车间设计等2.重点突出电镀车间工艺设计的物料衡算、能量计算、主要设备计算等。3.格式规4.符合实际教研室主任签名： 年 月 日目录1概述：11.1选题背景11.2课题特点12镀种镀层和原理22.1电镀的金属种类22.2电镀的镀层22.3电镀原理32.3.1碱性电镀铜原理32.3.2酸性电镀铜原理32.3.3酸性电镀镍原理32.3.4镀铬原理32.3.5电镀液主要组分功能原理33车间的分类和生产纲领和计算过程43.1车间的分类43.2生产纲领43.3生产纲领的计算过
7、程44工作制度和时间基数64.1工作制度64.2时间基数65工艺过程的拟定和相应工艺规和工艺配方75.1工艺过程的拟定75.2相应工艺规75.3工艺配方76生产设备的设计和计算、工艺流程设计和计算106.1生产设备的设计和计算106.2工艺流程的设计和计算117工作人员数目的确定和分工138车间平面布置图149生产用物料的计算159.1碱性镀铜的物料衡算159.2酸性电镀铜的物料衡算159.3酸性电镀镍的物料衡算169.4电镀铬的物料衡算169.5化学除油和电化学除油的物料衡算169.6活化的物料衡算1710生产用水、电、气的消耗量1810.1生产用水确定1810.2生产用电的计算1810.3
8、生产用气的用量1911主要技术经济指标2011.1电镀零件的总面积2011.2车间生产总面积2111.3车间的生产面积2112产品质量检测项目2213电气部分任务书2414采暖通风任务书2514.1采暖2514.2酸洗、电镀工段的通风原则2514.3有害物的危害性与允许量2515给排水任务书2616土建施工任务书2716.1建筑物有关参数2716.2车间地面和墙2717设备表图2818三废处理3018.1废水处理3018.2废气的处理3118.3废渣的处理3119结论32参考文献33 / 1概述：自行车是人类发明的最成功的一种人力机械之一，是由许多简单机械组成的复杂机械。自行车，又称脚踏车或单
9、车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是一种简单的绿色的环保的代步工具。中国人口众多，交通压力大，自行车是解决人口压力的一个重要工具，是符合中国国情的交通工具，具有美好的前景。1.1选题背景自行车的前轮和后轮分别是导向系统和驱动系统的重要组成部分，同时车圈又与刹车系统直接相关联，在整辆车的的结构组成中起连接车体与轮胎接触和支撑作用。实际应用中车圈的工作环境相对恶劣，既要支撑车体与骑行者的重量，又要承受转向与崎岖路面带来的额外压力，还要直接面对泥泞，雨水，和日晒风吹的考验。1.2课题特点电镀是自行车生产的重要工艺之一。兼有防护、装饰与耐磨的不同要求。车圈的电镀应具有很高的耐
10、磨性、耐蚀性、导热性和疲劳强度，还必须具有一定强度。实践表明，自行车骑行时容易引起车圈的颤振，刹车时，刹车胶与自行车车圈的强摩擦会引起高温和磨损。为此。对车圈材料的疲劳强度和耐磨度提出了更高的要求。2镀种镀层和原理2.1电镀的金属种类铜是一种呈紫红色光泽的一种金属，相对原子质量63.546，密度8.92g/cm3，熔点为1083.40.2，标准电极电位为，是最好的纯金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，其本身也与各种金属的结合力最好。可溶于硝酸和热浓硫酸，略溶于盐酸。容易被碱侵蚀。 镍是一种银白色金属，密度8.9g/cm3,熔
11、点1455，沸点2730。质坚硬，具有磁性和良好的可塑性。有好的耐腐蚀性，在空气中不被氧化，又耐强碱。在稀酸中可缓慢溶解，是良好的过渡金属，可增加镀层硬度和强度1。铬是一种微带蓝色的银白色金属，相对原子质量51.99，密度6.987.21g/cm3，熔点为18751920，标准电极电位为负0.74V，金属铬在空气中极易钝化，表面形成一层极薄的钝化膜，从而显示出贵金属的性质。镀铬层具有很高的硬度，镀铬层有较好的耐热性，镀铬层的摩擦系数小，特别是干摩擦系数，在所有的金属中是最低的。2.2电镀的镀层多层电镀是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。由于本
12、工艺的镀层不是单层电镀，是多个电镀层的相互叠加，所得的总镀层与各镀层的不同性质有关，它的性能更好是各镀层的特性的叠加。铜层：延展性好，有缓冲作用；镍层：质地坚硬，增加强度；铬层：硬度很高，耐磨，耐腐蚀。在设计的时侯，如果产品是具有耐磨性的功能，一般都是会选择多层电镀，自行车的基材是铝合金，电镀时候，是先镀碱铜，再电镀酸铜，接着电镀镍，最后是加镀一层耐磨性的铬，厚度一般是碱性电镀镀铜厚度为2m，酸性电镀铜厚度为6m，酸性电镀镍厚度为8m，电镀铬的厚度为5m。总厚度为是21m，这是我们设计的前提要求，从而满足我们对产品的性能要求2。2.3电镀原理2.3.1碱性电镀铜原理阴极反应：Cu(CN)32-
13、+eCu+3CN-；2H+2eH2阳极溶解形成铜氰络离子：Cu+3CN-eCu(CN)32-如发生阳极钝化：4OH-4e2H2O+O22.3.2酸性电镀铜原理酸性电镀铜液主要是由硫酸铜和硫酸组成。溶液中存在大量的二价铜离子在外电流的作用下，在阴极上放电而获得铜镀层3。阳极的铜不断溶解来补充消耗的二价铜离子。Cu2+2eCu在该过程中还可能存在阳极铜溶解生成一价铜离子，Cu+Cu2+2Cu+2.3.3酸性电镀镍原理酸性电镀镍液主要是由硫酸镍和氯化镍组成。溶液中存在大量的二价镍离子在外电流的作用下，在阴极上放电而获得镍镀层。阳极的镍不断溶解来补充消耗的二价镍离子，Ni2+2eNi2.3.4镀铬原理
14、阴极反应：Cr2O72-+6e+14H+=2Cr3+7H2O ；2H+2e=H2在电解的过程中由于氢气的放出，溶液的pH值的升高，H2Cr2O7变成H2CrO4，H2CrO4放电形成金属铬。CrO42-+6e+4H+=Cr+4OH-阳极反应：镀铬工艺中采用不溶性阳极，因此不发生阳极溶解反应阴极反应2Cr3+-6e+7H2O=Cr2O72-+14H+ ；2H2O-4e=O2+4H+2.3.5电镀液主要组分功能原理（1）主盐：指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，用于提供金属离子。（2）导电盐：指提高溶液的电导率，对放电金属离子起络合作用的碱金属的盐类。（3）络合剂：能络合主盐中的金属离子形成络合物的物质。（4）缓冲剂：一般由弱酸弱碱的酸式盐组成。用来稳定溶液酸碱度的物质。（5）添加剂：为了改善镀层性能的物质。可包括光亮剂、整平剂、润湿剂和抑雾剂。3车间的分类和生产纲领和计算过程3.1车间的分类电镀车间工艺设计是体现出车间生产工作要求，反应出车间的工艺水平与其配套设施的选用是否合理。根据我们的流程图我们可以大致
