本發(fā)明屬于電鍍技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于分段電鍍的屏蔽層取消設(shè)備及其取消方法。

背景技術(shù)：

隨著磨削電鍍工藝的發(fā)展，由于產(chǎn)品表面的各種要求，因此有時(shí)需要一個(gè)工件上電鍍多種鍍層材料，而且在電鍍其中一種鍍層的時(shí)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制造方法是用塑料薄膜等絕緣材料包裹整個(gè)工件，再手工去除部分屏蔽層，裸露出待電鍍部分，然后用特定的工藝進(jìn)行電鍍。目前生產(chǎn)中，該過(guò)程大部分由手工完成，人工成本高且包裹效率低，精度差。也可以使用激光灼燒去除的方法，但是激光去除容易損傷工件表面，導(dǎo)致零件性能惡化和精度降低。為了避免這些弊端，探討適用于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(guò)程中工件表面的屏蔽方法是采用不溶于水、不溶于弱酸液體的絕緣涂料做屏蔽層，但是這種方法在屏蔽層取消的時(shí)候采用人工取消，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(guò)程中工件表面的屏蔽層的去除方法是使用有機(jī)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(shí)現(xiàn)屏蔽層的去除，但是該過(guò)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(shí)間不同，效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種適用于分段電鍍的屏蔽層取消設(shè)備及其取消方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案之一是：

一種適用于分段電鍍的屏蔽層取消設(shè)備，包括底座，底座上設(shè)有工件固定機(jī)構(gòu)、位置調(diào)整機(jī)構(gòu)、光固化機(jī)構(gòu)及對(duì)刀機(jī)構(gòu)；

工件固定機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在底座左側(cè)，驅(qū)動(dòng)裝置用于裝接待電鍍的工件；

位置調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)在底座右側(cè)，包括可沿左右方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)；

光固化機(jī)構(gòu)包括可照射工件的照射頭，設(shè)在工作臺(tái)；

對(duì)刀機(jī)構(gòu)包括傳感器，傳感器設(shè)在工作臺(tái)，傳感器位于照射頭右側(cè)且與工件的位置相對(duì)應(yīng)；

通過(guò)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對(duì)刀機(jī)構(gòu)向裝接在驅(qū)動(dòng)裝置的覆蓋有光敏屏蔽層的工件行進(jìn)以執(zhí)行對(duì)刀；通過(guò)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)將光固化機(jī)構(gòu)定位至工件；然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，照射頭配合位置調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)工件需照射部位進(jìn)行光照，以實(shí)現(xiàn)取消工件待電鍍部位的屏蔽。

一實(shí)施例中：所述工件固定機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)裝置支架、聯(lián)軸器和用于裝接工件的工件固定件(例如為夾頭)，該驅(qū)動(dòng)裝置支架設(shè)在底座左側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在該驅(qū)動(dòng)裝置支架上；該聯(lián)軸器裝設(shè)在該驅(qū)動(dòng)裝置；該工件固定件裝設(shè)在該聯(lián)軸器。

一實(shí)施例中：所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括直線驅(qū)動(dòng)裝置，該直線驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在底座右側(cè)，所述工作臺(tái)設(shè)在該直線驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)子上；該直線驅(qū)動(dòng)裝置例如為直線電機(jī)，定位精度以不低于1μm為佳。

一實(shí)施例中：所述光固化機(jī)構(gòu)還包括照射頭固定件(例如為夾具)；該照射頭固定件設(shè)在所述工作臺(tái)，所述照射頭裝接在該照射頭固定件。

一實(shí)施例中：所述照射頭與待電鍍的工件的距離為8～12mm。

一實(shí)施例中：所述照射頭的光斑為線型，尺寸為2～4mm×14～18mm。

一實(shí)施例中：所述對(duì)刀機(jī)構(gòu)還包括傳感器底座，該傳感器底座設(shè)在所述工作臺(tái)，所述傳感器設(shè)在該傳感器底座上。

一實(shí)施例中：所述驅(qū)動(dòng)裝置為主軸電機(jī)。

一實(shí)施例中：在對(duì)刀成功時(shí)，所述照射頭的位置位于工件的左側(cè)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案之二是：

一種利用上述的適用于分段電鍍的屏蔽層取消設(shè)備取消屏蔽的方法，包括：

a)通過(guò)工件固定機(jī)構(gòu)裝夾覆蓋有光敏屏蔽層的待電鍍的工件；

b)通過(guò)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對(duì)刀機(jī)構(gòu)向工件行進(jìn)執(zhí)行對(duì)刀，確定工件零點(diǎn)；結(jié)合工件尺寸得到工件待電鍍部位和不需要電鍍部位的位置參數(shù)；

c)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)參考工件的位置參數(shù)，根據(jù)光敏屏蔽層為正光阻或負(fù)光阻，將照射頭定位至工件待電鍍部位或不需要電鍍部位，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，開啟照射頭，對(duì)工件上待電鍍部位或不需要電鍍部位的光敏屏蔽層進(jìn)行光照；

d)用顯影液除去工件上未被固化的屏蔽層，即可取消工件待電鍍部位的屏蔽。

本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)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，可以實(shí)現(xiàn)精確的分段電鍍。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的屏蔽層取消設(shè)備整體外觀示意圖。

圖2為本發(fā)明的屏蔽層取消設(shè)備俯視示意圖。

圖3為典型的金剛石磨頭的形狀輪廓示意圖。

附圖標(biāo)記：

底座10；

工件固定機(jī)構(gòu)20，電機(jī)支架21，主軸電機(jī)22，聯(lián)軸器23，夾頭24；

位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30，直線電機(jī)31，工作臺(tái)32；

光固化機(jī)構(gòu)40，夾具41，紫外線照射頭42；

對(duì)刀機(jī)構(gòu)50，傳感器底座51，傳感器52；

工件60。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“橫”、“豎”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系是基于附圖中的立體圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面通過(guò)實(shí)施例具體說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容：

請(qǐng)查閱圖1至圖3，一種適用于分段電鍍的屏蔽層取消設(shè)備，包括：

底座10，底座10上設(shè)有工件固定機(jī)構(gòu)20、位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30、光固化機(jī)構(gòu)40及對(duì)刀機(jī)構(gòu)50；

工件固定機(jī)構(gòu)20，包括電機(jī)支架21、主軸電機(jī)22、聯(lián)軸器23和夾頭24；該電機(jī)支架21設(shè)在底座10左側(cè)的中部；主軸電機(jī)22設(shè)在電機(jī)支架21上；聯(lián)軸器23裝設(shè)在主軸電機(jī)22的輸出軸；夾頭24裝設(shè)在聯(lián)軸器23；待電鍍的工件60裝接在夾頭24，主軸電機(jī)22可帶動(dòng)工件60旋轉(zhuǎn)；

位置調(diào)整機(jī)構(gòu)30，包括設(shè)在底座10右側(cè)的定位精度為1μm的直線電機(jī)31和設(shè)在直線電機(jī)31的動(dòng)子的工作臺(tái)32，該工作臺(tái)32可通過(guò)直線電機(jī)31沿左右方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

光固化機(jī)構(gòu)40，包括抱箍式的夾具41和紫外線照射頭42；夾具41設(shè)在工作臺(tái)32前部，紫外線照射頭42裝接在夾具41，紫外線照射頭42的高度與待電鍍的工件60的高度相對(duì)應(yīng)；當(dāng)二者運(yùn)動(dòng)至在前后方向上并排時(shí)，紫外線照射頭42的鏡面與工件60的最佳距離為10mm，使得紫外線照射頭42發(fā)生的光斑能夠?qū)?zhǔn)工件60照射，光斑最好為線型，尺寸以3mm×16mm為宜；

對(duì)刀機(jī)構(gòu)50，包括傳感器底座51和傳感器52，傳感器底座51設(shè)在工作臺(tái)32的中部，傳感器52設(shè)在傳感器底座51上，且傳感器52應(yīng)位于紫外線照射頭42的右側(cè)；待電鍍的工件60位置與傳感器52位置相對(duì)應(yīng)，通過(guò)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對(duì)刀機(jī)構(gòu)向工件60行進(jìn)以執(zhí)行對(duì)刀，而且工件60與傳感器52對(duì)刀成功時(shí)，紫外線照射頭42的位置應(yīng)位于工件60的左側(cè)。

本發(fā)明的屏蔽層取消設(shè)備尤其適用于需要分段電鍍的工件60，該類工件60沿其軸向分為若干區(qū)段，每個(gè)區(qū)段均為回轉(zhuǎn)體，各區(qū)段之間的直徑可以相同或不同，但各區(qū)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(dòng)工具、鉆頭等，并不以此為限。工件60的直徑以在3～10mm為宜。

在進(jìn)行分段電鍍之前，先將待電鍍的工件60整體覆蓋上屏蔽層，屏蔽層的原料選用堿溶性光敏樹脂液體，如堿溶性改性環(huán)氧丙烯酸樹脂WDS-1161，該類液體干燥后形成屏蔽層，可溶于顯影液如弱堿溶液；但若屏蔽層經(jīng)紫外線照射后固化，則不溶于顯影液，可溶于剝離液如強(qiáng)堿溶液。

將工件60表面反復(fù)涂覆堿溶性光敏樹脂液體，烘干，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(yīng)在0.1～2mm。然后采用本發(fā)明的設(shè)備取消屏蔽的方法如下：

a)通過(guò)工件固定機(jī)構(gòu)的夾頭24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2中的左右方向)布置；

b)通過(guò)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對(duì)刀機(jī)構(gòu)向工件60行進(jìn)(圖1和圖2中為由右向左行進(jìn))，執(zhí)行對(duì)刀過(guò)程，當(dāng)傳感器52與工件60接觸時(shí)認(rèn)為對(duì)刀成功，以此確定工件60零點(diǎn)；再結(jié)合工件60尺寸，可以得到工件60各區(qū)段的位置參數(shù)；對(duì)刀成功時(shí)，紫外線照射頭42的位置應(yīng)位于工件60的左側(cè)；

c)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)參考工件60各區(qū)段的位置參數(shù)，將紫外線照射頭42定位至工件60上不需要電鍍的部位；通過(guò)主軸電機(jī)22帶動(dòng)工件60旋轉(zhuǎn)，開啟紫外線照射頭42，對(duì)工件60上不需要電鍍的部位進(jìn)行紫外線照射，使該些部位的屏蔽層固化；

d)將紫外照射后的工件60浸入弱堿溶液中，工件60待電鍍部位的屏蔽層沒(méi)有被照射，未固化，被弱堿溶解；其他不需要電鍍的部位因屏蔽層固化，不能被溶解而得以保留，由此取消工件60待電鍍部位的屏蔽。

隨后，對(duì)工件60進(jìn)行電鍍，待電鍍部位的屏蔽層已被溶解去除，可以電鍍；其余部位有屏蔽層的保護(hù)，不會(huì)被電鍍。電鍍完成后，將工件60浸入強(qiáng)堿性溶液中，去除剩余的屏蔽層，清洗干凈即可。

若需要分段電鍍，則可再次將在工件60表面涂覆屏蔽層，重復(fù)上述步驟，即可實(shí)現(xiàn)分段電鍍。

為了更清楚地闡述利用本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行分段電鍍的方法，現(xiàn)以磨頭為例說(shuō)明，典型的磨頭如圖3所示，以箭頭所指的A點(diǎn)作為磨頭的零點(diǎn)，沿磨頭的軸向分為若干區(qū)段，至少有B、C、D三個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段為直徑相同或不同的回轉(zhuǎn)體，其中B、C兩個(gè)區(qū)段需要電鍍且電鍍要求各不相同。對(duì)該磨頭進(jìn)行分段電鍍的方法如下：

1)先將磨頭在超聲波清洗機(jī)清洗5min，風(fēng)干；然后用毛刷浸蘸堿溶性光敏樹脂液體，在磨頭的主要電鍍部位上反復(fù)涂覆，并用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)磨頭轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為150r/min；然后在烘干機(jī)中，用電機(jī)帶動(dòng)磨頭旋轉(zhuǎn)表干40min(即在80℃下烘干)；多次重復(fù)涂覆、表干，直到磨頭表面均勻覆蓋足夠厚度的屏蔽層，屏蔽要求是不導(dǎo)電，屏蔽層的最佳厚度應(yīng)在0.1～2mm；

2)通過(guò)工件固定機(jī)構(gòu)的夾頭24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2中的左右方向)布置，且磨頭的零點(diǎn)即A點(diǎn)向右與傳感器52相對(duì)；

3)通過(guò)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)對(duì)刀機(jī)構(gòu)向磨頭的A點(diǎn)行進(jìn)(圖1和圖2中為由右向左行進(jìn))，執(zhí)行對(duì)刀過(guò)程，當(dāng)傳感器52與磨頭A點(diǎn)接觸時(shí)，認(rèn)為對(duì)刀成功，以此確定磨頭零點(diǎn)A點(diǎn)的位置；再結(jié)合磨頭尺寸，可以得到磨頭待電鍍的B、C兩區(qū)段的位置參數(shù)；對(duì)刀成功時(shí)，紫外線照射頭42的位置應(yīng)位于磨頭的左側(cè)；

4)對(duì)刀成功后，位置調(diào)整機(jī)構(gòu)回到起始點(diǎn)，然后結(jié)合磨頭各區(qū)段的位置參數(shù)，將紫外線照射頭42定位至磨頭C段等不需要電鍍的位置；通過(guò)主軸電機(jī)22帶動(dòng)磨頭旋轉(zhuǎn)，開啟紫外線照射頭42，對(duì)C段等不需要電鍍的部位進(jìn)行紫外線照射，照射時(shí)間為50s，使該些部位的屏蔽層固化；

5)將紫外照射后的磨頭浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，磨頭B段的屏蔽層沒(méi)有被照射，未固化，被弱堿溶解；其他C段等不需要電鍍的部位因屏蔽層固化，不能被溶解而得以保留，由此取消磨頭B段的屏蔽。

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(biāo)300#的工藝要求進(jìn)行金剛石磨粒的電鍍；由于B段的屏蔽層被刮除，因此可以電鍍；而C段等其他區(qū)段還有屏蔽層的保護(hù)，不會(huì)被電鍍；

7)電鍍完成后，將磨頭浸入強(qiáng)堿性溶液中，將屏蔽層完全溶解，清洗干凈。即完成對(duì)磨頭B段的電鍍。

8)重復(fù)上述步驟1)～7)，在磨頭表面涂覆屏蔽層后，紫外照射除C段外的其余部位，然后浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，去除磨頭C段的屏蔽層；再對(duì)C段按C段電380#標(biāo)400#的工藝要求進(jìn)行CBN(立方氮化硼)磨粒的電鍍，此時(shí)由于屏蔽層的保護(hù)，除C段外的其余區(qū)段(包括已電鍍的B段)不會(huì)被電鍍；然后將電鍍后的磨頭浸入強(qiáng)堿性溶液中去除剩余的屏蔽層，清洗干凈，即完成磨頭B、C兩區(qū)段不同電鍍工藝的分段電鍍。

上述實(shí)施例以堿溶性光敏樹脂為負(fù)光阻的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，但并不以此為限，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，當(dāng)采用的光敏屏蔽層為正光阻的情況下，經(jīng)紫外光照射后，照射的部分不會(huì)固化，可溶于顯影液，而未被照射的部分固化，不可溶于顯影液，能溶于剝離液。在采用正光阻的光敏屏蔽層的情況下，紫外線照射頭應(yīng)照射待電鍍部位，然后通過(guò)顯影液將待電鍍部位的屏蔽層去除，即可進(jìn)行電鍍；電鍍完成后再用剝離液將其余部位的屏蔽層去除，即可實(shí)現(xiàn)分段電鍍。在此不加以詳細(xì)贅述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，利用本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)不同區(qū)段相同電鍍工藝不同厚度的分段電鍍，以及不同區(qū)段不同電鍍工藝的分段電鍍，在此不加以詳細(xì)贅述。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。