一種適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備及其去除方法與流程

2023-05-08 14:52:07 1

本發明屬於電鍍技術領域，具體涉及一種適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備及其去除方法。

背景技術：

隨著磨削電鍍工藝的發展，由於產品表面的各種要求，因此有時需要一個工件上電鍍多種鍍層材料，而且在電鍍其中一種鍍層的時候需要屏蔽工件上其他部位，這種方式也被稱為分段電鍍。分段電鍍工具常用的製造方法是用塑料薄膜等絕緣材料包裹整個工件，再手工去除部分屏蔽層，裸露出待電鍍部分，然後用特定的工藝進行電鍍。目前生產中，該過程大部分由手工完成，人工成本高且包裹效率低，精度差。也可以使用雷射灼燒去除的方法，但是雷射去除容易損傷工件表面，導致零件性能惡化和精度降低。為了避免這些弊端，探討適用於工件電鍍屏蔽層的去除方法就顯得尤為重要。

例如CN 102797022A專利中所述的工件電鍍過程中工件表面的屏蔽方法是採用不溶於水、不溶於弱酸液體的絕緣塗料做屏蔽層，但是這種方法在屏蔽層取消的時候採用人工取消，精度低，效率低，成品率不高。另外CN 103111944A專利中所述的工件電鍍過程中工件表面的屏蔽層的去除方法是使用有機溶劑作為褪膠溶劑浸泡用塑料薄膜包裹有屏蔽用的電鍍磨頭，屏蔽用塑料薄膜在褪膠溶劑中溶脹或溶解從而實現屏蔽層的去除，但是該過程中塑料薄膜是人工纏在工件上的，這種方法得到的屏蔽層不均勻，不同位置去除時間不同，效率低。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足之處，提供了一種適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備及其去除方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案之一是：

一種適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備，包括底座，底座上設有工件固定機構、位置調整機構、運絲機構及對刀機構；

工件固定機構包括第一驅動裝置，第一驅動裝置設在底座左側，第一驅動裝置用於裝接待電鍍的工件；

位置調整機構包括橫向調整組件和豎直調整組件；橫向調整組件設在底座右側，包括可沿左右方向往復運動的工作檯；豎直調整組件設在工作檯，包括可沿上下方向往復運動的滑塊；

運絲機構包括張緊輪、第一導輪、第二導輪、第二驅動裝置、貯絲筒及刮絲；張緊輪和第一導輪裝接在滑塊且可通過滑塊沿上下方向往復運動；第二導輪設在工作檯；第二驅動裝置設在工作檯，貯絲筒裝設在第二驅動裝置上；刮絲一端經第二導輪引導後卷繞在貯絲筒內，另一端經第一導輪引導後卷繞在張緊輪，第一導輪與第二導輪之間的刮絲懸空，工件的位置與懸空的刮絲的位置相對應；

對刀機構包括擋板，擋板設在工作檯的中部，擋板位於懸空的刮絲右側且與工件的位置相對應；

通過橫向調整組件帶動對刀機構向裝接在第一驅動裝置的覆蓋有屏蔽層的工件行進以執行對刀；通過橫向調整組件帶動運絲機構將刮絲定位至工件待電鍍部位，通過豎直調整組件調整張緊輪和第一導輪的高度以調整刮絲的角度並使第一導輪和第二導輪之間的懸空的刮絲對工件待電鍍部位產生包角，通過張緊輪調節刮絲的張力；然後通過第一驅動裝置帶動工件旋轉，通過第二驅動裝置帶動運絲機構往復運絲，並配合橫向調整組件帶動刮絲在工件待電鍍部位左右移動以刮除工件待電鍍部位上的屏蔽層。

一實施例中：所述工件固定機構還包括第一驅動裝置支架和用於裝接工件的工件固定件(例如為夾頭)，該第一驅動裝置支架設在底座左側，所述第一驅動裝置設在該第一驅動裝置支架上；該工件固定件裝設在所述第一驅動裝置；所述第一驅動裝置例如為第一電機，轉速範圍例如為0～100rpm且轉速可調。

一實施例中：所述橫向調整組件還包括直線驅動裝置，該直線驅動裝置設在底座右側，所述工作檯設在該直線驅動裝置的動子上；所述直線驅動裝置例如為直線電機，定位精度最好不低於1μm。

一實施例中：所述豎直調整組件還包括沿上下方向布置的導軌，該導軌設在工作檯，所述滑塊滑動裝接在該導軌上。

一實施例中：所述運絲機構還包括轉接板、導輪支架和第二驅動裝置支架；該轉接板設在所述滑塊上，所述張緊輪和第一導輪裝接在該裝接板上；該導輪支架設在所述工作檯，所述第二導輪設在該導輪支架上；該第二驅動裝置支架設在所述工作檯，所述第二驅動裝置設在該第二驅動裝置支架上。

一實施例中：所述第一導輪和第二導輪之間的懸空的刮絲位於垂直於左右方向的平面上。

一實施例中：所述第二驅動裝置為伺服電機，能夠控制轉動速度、轉動角度、轉動方向。

一實施例中：所述刮絲的材質應足夠粗糙，例如為線鋸絲、麻線中的一種。

一實施例中：在對刀成功時，所述第一導輪和第二導輪之間的懸空的刮絲的位置位於工件所有待電鍍部位的左側。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案之二是：

一種利用上述適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備去除屏蔽層的方法，包括：

a)通過工件固定機構裝夾覆蓋有屏蔽層的待電鍍的工件；

b)通過橫向調整組件帶動對刀機構向工件行進執行對刀，確定工件零點；結合工件尺寸得到工件待電鍍部位的位置參數；

c)通過橫向調整組件將第一導輪和第二導輪之間的懸空的刮絲定位至工件待電鍍部位，然後通過豎直調整組件調整張緊輪和第一導輪的高度以調整刮絲的角度，同時通過張緊輪調節刮絲的張力，使懸空的刮絲與工件上待電鍍部位接觸並產生一定的包角和壓力，包角最好不小於10°。

d)通過第一驅動裝置帶動工件旋轉，通過第二驅動裝置帶動運絲機構往復運絲，使刮絲以上述的包角和張力在工件待電鍍部位上來回移動，並配合橫向調整組件使刮絲在待電鍍部位左右移動，刮除工件待電鍍部位上的屏蔽層。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：

本發明的適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備，能夠實現高精度、高效率地去除工件表面的屏蔽層，不損傷工件，不影響工件的性能和精度；配合樹脂類可被刮除和溶解去除的屏蔽層，可以實現精確的分段電鍍。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1為本發明的適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備整體外觀示意圖之一。

圖2為本發明的適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備整體外觀示意圖之二，重點示出運絲機構。

圖3為本發明的適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備整體外觀示意圖之三，重點示出工件固定機構、位置調整機構和對刀機構。

圖4為典型的金剛石磨頭的形狀輪廓示意圖。

附圖標記：

底座10；

工件固定機構20，第一電機支架21，第一電機22，夾頭23；

位置調整機構30，橫向調整組件31，直線電機311，工作檯312；豎直調整組件32，導軌321，滑塊322；

運絲機構40，轉接板41，張緊輪42，第一導輪43，導輪支架44，第二導輪45，第二電機支架46，第二電機47，貯絲筒48，刮絲49；

擋板50；

工件60。

具體實施方式

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「橫」、「豎」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係是基於附圖中的立體圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

下面通過實施例具體說明本發明的內容：

請查閱圖1至圖3，一種適用於分段電鍍的屏蔽層去除設備，包括：

底座10，底座上設有工件固定機構20、位置調整機構30、運絲機構40及對刀機構50；

工件固定機構20，包括第一電機支架21、第一電機22、夾頭23；該第一電機支架21設在底座10左側的中部；第一電機22設在第一電機支架21上；夾頭23裝設在第一電機22的輸出軸；待電鍍的工件60裝接在夾頭23，第一電機22可帶動工件60旋轉；第一電機22轉速範圍最好為0～100rpm並且轉速可調；

位置調整機構30，包括橫向調整組件31和豎直調整組件32；橫向調整組件包括設在底座10右側的定位精度為1μm的直線電機311和設在直線電機311的動子的工作檯312，該工作檯312可通過直線電機311沿左右方向往復運動；豎直調整組件設在該工作檯312上，包括設在工作檯312後部的沿上下方向布置的導軌321和滑動裝接在該導軌321上的滑塊322，該滑塊322可通過導軌321沿上下方向往復運動；

運絲機構40，包括轉接板41、張緊輪42、第一導輪43，導輪支架44、第二導輪45，第二電機支架46、第二電機47、貯絲筒48及用於刮除待電鍍的工件60上的待電鍍部位的屏蔽層的刮絲49；轉接板41設在豎直調整組件的滑塊322上，張緊輪42和第一導輪43上下布置地裝接在轉接板41上，滑塊322沿導軌321上下滑動時帶動轉接板41、張緊輪42和第一導輪43上下滑動；導輪支架44設在工作檯312的中前部，第二導輪45設在導輪支架44上；第二電機支架46設在工作檯312的前部，第二電機47設在第二電機支架46上，貯絲筒48裝設在第二電機47的輸出軸上；刮絲49一端經第二導輪45引導後卷繞在貯絲筒48內，另一端經第一導輪43引導後卷繞在張緊輪42，第一導輪43和第二導輪45之間的刮絲49呈懸空狀態，如圖2(圖2中的左右方向為圖1和圖3中的前後方向)所示，經過第一導輪43和第二導輪45對刮絲49的走向進行引導後，總的來說，第一導輪43和第二導輪45之間的懸空的刮絲49應位於垂直於左右方向的平面上，而待電鍍的工件60的位置應與懸空的刮絲49的位置相對應；第二電機47優選伺服電機，能夠控制轉動速度、轉動角度、轉動方向，第二電機47帶動貯絲筒48收放刮絲以實現在第一導輪43和第二導輪45之間往復運絲；刮絲49的材質應足夠粗糙，例如為線鋸絲、麻線等；

對刀機構，包括擋板50，擋板50設在工作檯312的中部，位於導軌321和導輪支架44之間，且擋板50應位於懸空的刮絲49的右側；待電鍍的工件60位置與擋板50位置相對應，通過橫向調整組件帶動擋板50向工件60行進以執行對刀，而且工件60與擋板50對刀成功時，刮絲49的位置應位於工件60所有待電鍍部位的左側。

本發明的屏蔽層去除設備尤其適用於需要分段電鍍的工件60，該類工件60沿其軸向分為若干區段，每個區段均為迴轉體，各區段之間的直徑可以相同或不同，但各區段的電鍍要求不同。這樣的工件60例如可以為磨頭、防滑手柄、開孔器、砂輪、手動工具等，並不以此為限。

在進行分段電鍍之前，先將待電鍍的工件60整體覆蓋上屏蔽層，屏蔽層應為非導電又不溶於電解液且易溶於鹼性溶液的材料，屏蔽層的原料最好為液態，例如鹼溶性樹脂如鹼溶性改性環氧丙烯酸樹脂WDS-1161等。將工件60反覆在屏蔽層原料液體中浸蘸、固化，直到工件60表面均勻覆蓋一定厚度的屏蔽層，典型的屏蔽層的厚度應在0.1～2mm。然後採用本發明的設備去除待電鍍部位的屏蔽層的方法如下：

a)通過工件固定機構的夾頭23裝夾覆蓋有屏蔽層的待電鍍的工件60，使工件60的軸向沿左右方向(圖1和圖3中的左右方向)布置；

b)通過橫向調整組件帶動對刀機構向工件60行進(圖1和圖3中為由右向左行進)，執行對刀過程，當橫向調整組件在行進過程中受到的運動阻力大於橫向調整組件設定的最大推力時，認為擋板50與工件60對刀成功，以此確定工件60零點；再結合工件60尺寸，可以得到工件60各區段的位置參數；對刀成功時，懸空的刮絲49的位置應位於工件60所有待電鍍部位的左側；

c)通過橫向調整組件反向運動(圖1和圖3中為由左向右行進)，將刮絲49定位至工件60待電鍍部位，即需要去除屏蔽層的部位，通過豎直調整組件調整張緊輪42和第一導輪43的高度以調整刮絲49的角度，使第一導輪43和第二導輪45之間的懸空的刮絲49逐漸與工件60上待電鍍部位接觸並產生一定的包角，包角最好不小於10°，同時通過張緊輪42調節刮絲49的張力，使刮絲49對工件60產生一定的壓力，該壓力可以根據屏蔽層的硬度和工件的硬度適當調節，以剛好能刮除屏蔽層又不傷害工件頭表面為準，便於將屏蔽層刮除乾淨；

d)通過第一電機22帶動工件60旋轉，通過第二電機47帶動運絲機構往復運絲，使刮絲49以上述的包角和張力在工件60待電鍍部位上來回移動，並配合橫向調整組件使刮絲49在待電鍍部位左右移動，刮除工件60待電鍍部位上的屏蔽層。

隨後，對工件60進行電鍍，待電鍍部位的屏蔽層已被刮除，可以電鍍；其餘部位有屏蔽層的保護，不會被電鍍。電鍍完成後，將工件60浸入鹼性溶液中，去除剩餘的屏蔽層，清洗乾淨即可。

若需要分段電鍍，則可再次將在工件60表面塗覆屏蔽層，重複上述步驟，即可實現分段電鍍。

為了更清楚地闡述利用本發明的設備進行分段電鍍的方法，現以磨頭為例說明，典型的磨頭如圖4所示，以箭頭所指的A點作為磨頭的零點，沿磨頭的軸向分為若干區段，至少有B、C、D三個區段，每個區段為直徑相同或不同的迴轉體，其中B、C兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同。對該磨頭進行分段電鍍的方法如下：

1)在磨頭上均勻塗覆液態的鹼溶性樹脂，然後將樹脂烘乾；反覆多次塗覆、烘乾，直到磨頭表面均勻覆蓋足夠厚度的屏蔽層，以不導電為準，典型的屏蔽層的厚度應在0.1～2mm；

2)通過工件固定機構的夾頭23裝夾覆蓋有屏蔽層的待電鍍的磨頭，使磨頭的軸向沿左右方向(圖1和圖3中的左右方向)布置，且磨頭的零點即A點向右與擋板50相對；

3)通過橫向調整組件帶動對刀機構向磨頭的A點行進(圖1和圖3中為由右向左行進)，執行對刀過程、橫向調整組件的直線電機311最大推力設定為0.1N；當擋板50行進至與磨頭A點接觸後，磨頭對擋板50產生阻力，直線電機311的動子前進受阻，當動子行進過程中受到的運動阻力大於0.1N時，認為擋板50與磨頭A點對刀成功，以此確定磨頭零點A點的位置；再結合磨頭尺寸，可以得到磨頭待電鍍的B、C兩區段的位置參數；對刀成功時，懸空的刮絲49的位置應位於磨頭待電鍍的B、C兩區段的左側；

4)通過橫向調整組件反向運動(圖1和圖3中為由左向右行進)，結合磨頭B段的位置參數，將刮絲49定位至磨頭B段；通過豎直調整組件調整張緊輪42和第一導輪43的高度以調整刮絲49的角度，使刮絲49與磨頭B段接觸並產生不小於10°的包角，同時通過張緊輪42調節刮絲49的張力，使刮絲對17磨頭B段產生一定的壓力，該壓力可以根據屏蔽層的硬度和磨頭的硬度適當調節，以剛好能刮除屏蔽層又不傷害磨頭表面為準；

5)通過第一電機22帶動磨頭以60r/min的轉速旋轉，通過第二電機47帶動運絲機構以0.1m/s的線速度往復運絲，使刮絲49以上述的包角和張力在磨頭B段上來回移動，並配合橫向調整組件使刮絲49在磨頭B段左右移動，刮除磨頭B段上的屏蔽層；

6)將去除B段屏蔽層的磨頭裝夾在電鍍夾具，放入電鍍液中按B段電280#標300#的工藝要求進行金剛石磨粒的電鍍；由於B段的屏蔽層被刮除，因此可以電鍍；而C段等其他區段還有屏蔽層的保護，不會被電鍍；

7)電鍍完成後，將磨頭浸入鹼性溶液中，去除剩餘的屏蔽層，清洗乾淨。即完成對磨頭B段的電鍍。

8)重複上述步驟1)～7)，在磨頭表面塗覆屏蔽層後，去除磨頭C段的屏蔽層；再對C段按C段電380#標400#的工藝要求進行CBN(立方氮化硼)磨粒的電鍍，此時由於屏蔽層的保護，除C段外的其餘區段(包括已電鍍的B段)不會被電鍍；然後將電鍍後的磨頭浸入鹼性溶液中去除剩餘的屏蔽層，清洗乾淨，即完成磨頭B、C兩區段不同電鍍工藝的分段電鍍。

本領域技術人員可知，利用本發明可以實現不同區段相同電鍍工藝不同厚度的分段電鍍，以及不同區段不同電鍍工藝的分段電鍍，在此不加以詳細贅述。

此外，需要特別說明的是，本實施例之中，豎直調整組件32設在工作檯312後部，導輪支架44設在工作檯312的中前部，第二電機支架46設在工作檯312的前部，但本領域技術人員可知，若將豎直調整組件32設在工作檯312前部，導輪支架44設在工作檯312的中後部，第二電機支架46設在工作檯312的後部，同樣可以實現本發明的技術效果。即將本發明的設備進行位置調整或是鏡像翻轉後，只要能產生懸空的刮絲並與工件對應，就能夠實現同樣的技術效果，因而這些技術方案也應屬於本發明的保護範圍之內。

以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，即依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。