表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置制造方法
【专利摘要】一种表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置，包括由前至后依次排布的绕线装置、热风吹口、复合电镀装置、蒸馏水清洗槽、有机溶剂清洗槽和撤线装置；绕线装置包括旋转轮、放线轮和涂胶座；复合电镀装置由预镀槽、上砂槽和镀层加厚槽组成，三个槽的底部和上方均设置有导轮，上砂槽内安装有导管和水泵；蒸馏水清洗槽和有机溶剂清洗槽的底部和上方也均设置有导轮；撤线装置包括回转轮和收线轮。该装置在锯丝表面形成磨粒成群螺旋排布和螺旋状的大容屑与排屑微通道相隔的效果，既具备足够高度的容屑空间，又可使冷却润滑液充分进入切割区域，改善锯切区润滑和锯丝切割性能，保证锯切质量与效率。
【专利说明】表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于生产表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝的装置，属于固结磨料锯丝制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]固结磨料线锯切割技术具有切缝窄，切割效率高、切片质量高和环境友好等特点，因此在半导体晶体和陶瓷等脆性材料切割中越来越受到关注。电镀金刚石锯丝通常是选用高强度钢丝做基体，采用复合电镀法利用金属镀层的沉积对金刚石磨粒的机械包镶、物理与化学吸附的作用，从而把磨粒固结在钢丝基体表面而制成，金刚石磨粒外露的锋利切削刃对工件进行切削去除。相对于树脂结合剂的固结磨料锯丝，电镀固结超硬磨料锯丝的耐磨性、耐热性、基体材料特性保持与制造直径灵活性等综合特点更能满足实际中应用的要求，因此被认为是硬脆材料线锯加工首选的锯切工具。
[0003]CN101531035公开的《一种电镀金刚石线锯的制造方法》，通过复合电镀沉积镍在钢丝的表面固结一层金刚石磨粒，制成电镀固结磨料线锯丝。首先金属线缠绕在放线轮上，金属线连续运行，依次完成前处理、预镀、上砂、加厚过程，最后缠绕在收线轮上，完成电镀过程。其中，预镀、上砂、加厚在同一电镀槽中完成。上砂是通过电镀槽内连续转动的环形毛带完成的。电镀液中的金刚石磨料在搅拌的作用下悬浮于镀液中，并自然沉积到环形毛带上。通过环形毛带的金属线和环形毛带的线速度相同，从而保证了金属线和环形毛带上的金刚石磨料有一定的相对静止时间，保证了上砂时间。
[0004]但是，现有的电镀固结磨料线锯丝的表面磨粒多为布满锯丝的整个表面且随机分布，锯切时脱落磨粒与切屑不容易排出，润滑冷却液也难充分进入锯切区，没有大排屑槽，锯切时切屑对锯丝表面和切割工件表面的沾附、堵塞、划擦作用，提高了锯切力并降低了切割表面质量，加剧镀层的磨损而导致锯丝表面磨粒的脱落增多，易降低锯丝寿命和锯切性倉泛。
【发明内容】
[0005]本实用新型针对现有电镀固结磨料线锯丝存在的锯切加工时脱落磨粒与切屑不容易排出，润滑冷却液也难充分进入锯切区等问题，提供一种连续制备且能够实现表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝的生产装置。
[0006]本实用新型的表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置，采用以下技术方案:
[0007]该装置，包括由前至后依次排布的绕线装置、热风吹口、复合电镀装置、蒸馏水清洗槽、有机溶剂清洗槽和撤线装置；绕线装置包括旋转轮、放线轮和涂胶座，旋转轮通过中心轴安装在一个支架上，放线轮通过回转轴安装在旋转轮上，回转轴位于轴线在旋转轮径向上的长圆孔中，旋转轮上设置有绕线摩擦块，绕线摩擦块与放线轮的端面接触，涂胶座固定连接在旋转轮上，涂胶座的内部设有用于盛放粘合胶的空腔，涂胶座的外端设有槽口，槽口底部设有与空腔连通的出胶口，涂胶座的上方和下方均设置有一个固定在旋转轮上的绕线导向口 ；复合电镀装置由预镀槽、上砂槽和镀层加厚槽组成，三个槽的底部和上方均设置有导轮，上砂槽内安装有导管和水泵，导管通过底部的进液口与水泵连接，上砂槽和镀层加厚槽之间设有穿孔；蒸馏水清洗槽和有机溶剂清洗槽的底部和上方也均设置有导轮，有机溶剂清洗槽外侧底部设置超声波发生器；撤线装置包括回转轮和收线轮，回转轮通过转轴安装在一个支座上，收线轮安装在回转轮的端面上，回转轮上设有收线导向口和撤线摩擦块，撤线摩擦块与收线轮的端面接触。
[0008]涂胶座的内部空腔中充满粘合胶，预镀槽中注有电镀液,上砂槽中注有混合超硬磨料的电镀液，导管位于上砂槽内电镀液的液面以下，镀层加厚槽中注有不含有超硬磨料的电镀液，蒸馏水清洗槽中注有蒸馏水，有机溶剂清洗槽中注有使粘合胶溶解的有机溶剂；预处理(表面经酸洗、碱洗等处理)后的钢丝由前至后绕过在预镀槽、上砂槽、镀层加厚槽、蒸馏水清洗槽和有机溶剂清洗槽中的各个导轮，并穿过上砂槽中的导管，做匀速向前的直线运动，绕线缠绕在绕线装置的放线轮上，穿过上方绕线导向口、涂胶座的外端槽口以及下方绕线导向口，与钢丝搭接在一起，旋转轮绕中心轴顺时针旋转运动，与钢丝匀速向前的直线运动一起在钢丝表面合成为绕线的螺旋缠绕，旋转轮上的摩擦块与放线轮的端面接触，通过摩擦阻力对放线轮的转速进行限制，使绕线始终保持张紧的状态，以保证绕线牢固地缠绕在钢丝表面，同时绕线经过涂胶座的外端槽口时由出胶口涂胶，通过粘合胶使绕线粘附在钢丝表面，通过改变旋转轮的转速或钢丝直线运动的速度来改变绕线的螺距；通过热风吹口吹出的热风使缠绕在钢丝上的绕线上的粘结剂烘干，保证绕线紧紧粘附在钢丝表面；
[0009]绕线后的钢丝进入复合电镀装置进行复合电镀沉积，首先通过预镀槽进行预镀，在钢丝表面先镀一层金属，使镀层与基体充分接触以增强结合力，然后进入上砂槽，通过水泵向穿过上砂槽中导管的钢丝提供混有超硬磨料的电镀液，超硬磨料悬浮于电镀液中，在导管的束缚中增加了在钢丝表面固结的数量，实现钢丝表面的上砂，上砂后的钢丝通过上砂槽与镀层加厚槽之间的穿孔进入镀层加厚槽，进行镀层加厚处理，镀层进一步沉积，将在上砂槽中固结在钢丝表面的超硬磨料的露出高度控制在超硬磨料磨粒直径的1/4-2/5 ;钢丝表面没有绕线的部分通过沉积来固结超硬磨料，钢丝上有绕线的部分因不能直接与电镀液和超硬磨料接触而无法沉积上超硬磨料；
[0010]经复合电镀使表面裸露区域已固结好超硬磨料的钢丝，经过蒸馏水清洗槽进行清洗，再通过有机溶剂的清洗槽中的有机溶剂进行清洗，使绕线与钢丝表面的粘合胶溶解；绕线与钢丝表面的粘合胶溶解后，绕线穿过撤线装置的收线导向口后连接在收线轮上，回转轮作逆时针转动，使绕线缠绕在收线轮上，撤去钢丝表面的绕线，制作完成表面磨粒成群螺旋排布的电镀固结磨料锯丝。
[0011]本实用新型通过在锯丝入槽复合电镀上砂前在锯丝表面缠绕绕线材，使这一部分在电镀中无法上砂，在电镀固砂完成后撤去绕线，在锯丝表面形成磨粒成群螺旋排布和螺旋状的大容屑/排屑微通道相隔的效果，既具备足够高度的容屑空间，又可使冷却润滑液可随着“螺旋容屑槽”充分进入切割区域，改善锯切区润滑情况，改善锯丝切割性能，保证锯切质量与效率。结合目前电镀超硬磨料线锯磨料复合电镀沉积的连续制造方法，可实现表面磨粒成群螺旋排布电镀固结磨料锯丝的连续生产。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型中绕线装置的结构示意图。
[0014]图3是图2的左视图。
[0015]图4是本实用新型中撤线装置的结构示意图。
[0016]图5是图4的左视图。
[0017]图中:1、钢丝，2、绕线装置，3、绕线，4、热风吹口，5、导轮，6、蒸馏水清洗槽，7、超声波发生器，8、有机溶剂清洗槽，9、撤线装置，10、旋转轮，11、放线轮，12、绕线导向口，13、涂胶座，14、绕线摩擦块，15、中心轴，16、预镀槽，17、上砂槽，18、导管，19、导管底部入液口，20、水泵，21、穿孔，22、镀层加厚槽，23、回转轮，24、收线轮，25、收线导向口，26、转轴，27、撤
线摩擦块。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本实用新型的表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置，包括由前至后(图1中右侧为前)依次排布的绕线装置2、热风吹口 4、复合电镀装置、蒸馏水清洗槽6、有机溶剂清洗槽8和撤线装置9。
[0019]绕线装置2用于在表面经酸洗、碱洗等处理后的钢丝I (电镀锯丝的基体)上绕制螺旋状(螺距根据要求设定)的绕线3，绕线3为非导电线。绕线装置2的结构如图2和图3所示，包括旋转轮10、放线轮11和涂胶座13。旋转轮10通过中心轴15安装在一个支架上，旋转轮10可绕该中心轴15转动，该中心轴内部设有中心孔，钢丝I由该中心孔穿过。旋转轮10作成带轮形式，由传动机构(带传动(图中未画出))驱动，绕中心轴转动。旋转轮10的端面边缘通过回转轴装有放线轮11，回转轴位于轴线在旋转轮10径向上的长圆孔中，该回转轴可在该长圆孔中沿旋转轮10的径向微调，以适应因不断放线导致放线轮11上的绕线3线圈直径不断变小带来的变化。旋转轮10上设置有绕线摩擦块14，绕线摩擦块14与放线轮11的端面接触，通过摩擦阻力对放线轮11的转速进行限制，使绕线3始终保持张紧的状态，以保证绕线3牢固地缠绕在钢丝I表面。涂胶座13固定连接在旋转轮10上，涂胶座13的内部为用于盛放粘合胶的空腔，涂胶座13的外端为一向外开口的槽口，呈“〈”型，槽口底部设有出胶口，与空腔连通，涂胶座13内部空腔中充满粘合胶，在内部压力作用下由出胶口溢出胶水，涂抹在绕线3。涂胶座13的上方和下方均设置有一个固定在旋转轮10上的绕线导向口 12。
[0020]热风吹口 4设置在绕线装置2的前侧，位于钢丝的上方，用于对缠绕在钢丝I上的绕线3上的粘结剂进行烘干，从而保证绕线3紧紧沾附在钢丝I表面。
[0021]复合电镀装置用于对钢丝I表面没有绕线3的部分进行金属层沉积来固结超硬磨料，钢丝I上有绕线3的部分因不能直接与电镀液和超硬磨料接触而无法沉积上超硬磨料。绕线后的钢丝I进入复合电镀装置进行复合电镀沉积。如图1所示，复合电镀装置由预镀槽16、上砂槽17和镀层加厚槽22组成，三个槽的底部和上方均设置有使钢丝I进入及穿出各个槽内的导轮5，预镀槽16单独设立，与上砂槽17和镀层加厚槽22不相通，预镀槽16可采用单独的电镀液，在钢丝表面先镀一层金属，使镀层与钢丝充分接触以增强结合力。上砂槽17的底部安装有导管18，导管18通过底部的进液口 19与水泵20连接，上砂槽17和镀层加厚槽22之间设有穿孔21。钢丝I在预镀槽16中进行表面预镀后进入上砂槽17，上砂槽17盛有混合超硬磨料的电镀液。导管18安装在上砂槽17内电镀液的液面下，与上砂槽17底面平行，通过水泵20向穿过导管18的钢丝I提供混有超硬磨料的电镀液，超硬磨料悬浮于电镀液中，在导管18的束缚中增加了在钢丝I表面固结的数量，实现钢丝I表面的上砂。上砂后的钢丝I不宜经过导轮，以防止刚固定在钢丝I表面上的磨料脱落，因此上砂槽17和镀层加厚槽22中间有穿孔21连通，钢丝I可直接穿过，经加厚后再绕在镀层加厚槽22上方的导轮上。镀层加厚槽22中盛有的电镀液中不含有超硬磨料，为防止上砂槽17电镀液中的超硬磨料进入镀层加厚槽22，在上砂槽17和镀层加厚槽22之间的穿孔21处设置有三层隔板，钢丝I从上砂槽17进入镀层加厚槽22中要经过三面隔板上的通孔，从而尽可能保证上砂槽17电镀液中的超硬磨料不会进入镀层加厚槽22中。在镀层加厚槽22中使钢丝I上的镀层进一步沉积，将在上砂工序中固结在钢丝表面的超硬磨料的露出高度控制在为磨粒直径的1/4-2/5。预镀槽16、上砂槽17和镀层加厚槽22三部分的长度可根据电镀时间按比例设置。
[0022]蒸馏水清洗槽6和有机溶剂清洗槽8的底部和上方均设置有使钢丝I进入及导出各个槽内的导轮，以使钢丝I能够在各个槽内连续运行。有机溶剂清洗槽8的外侧底部设置有超声波发生器7，以实现超声波振动清洗。
[0023]撤线装置9与绕线装置2的结构类似，只是撤线装置9不需要涂胶座13，且撤线装置9上的回转轮23的回转方向为逆时针(与绕线装置2的旋转轮10的转向相反，转速相同)。如图4和图5所示，撤线装置9包括回转轮23和收线轮24，回转轮23通过转轴26安装在一个支座上，回转轮23可绕该转轴26转动，该转轴26内部设有内孔，钢丝I由该中心孔穿过。回转轮23由传动机构(带传动(图中未画出))驱动，绕转轴26转动。回转轮23的端面边缘装有收线轮24，回转轮23上设有收线导向口 25，回转轮23上还设置有撤线摩擦块27，撤线摩擦块27与收线轮24的端面接触，通过摩擦阻力使绕线3始终保持张紧的状态。
[0024]所述的钢丝一般为琴钢丝或弹簧钢丝等高强度钢丝，直径为0.1-lmm，表面固结的超硬磨料可选择金刚石、碳化硅、立方氮化硼等，所选择磨料依据被锯切加工的工件材料，超硬磨料粒径为20-100 μ m。所述用于缠绕在钢丝表面的绕线不能具有导电性，截面形状可为圆形、正方形或矩形，如为圆形，绕线直径为0.1-1mm ;如为正方形或矩形,则长与宽应小于1_，尺寸选择依据制备要求和所使用的钢丝基体直径而定。所述的非导电绕线所浸有的胶水或液体树脂为不能溶于水溶液而可溶入有机溶剂。
[0025]表面经酸洗、碱洗等处理后的钢丝I穿过绕线装置2的中心轴15的中心孔和各个槽的底部及上方的导轮，由撤线装置9中转轴26的内孔穿出，做匀速向前的直线运动。绕线3缠绕在放线轮11上，穿过涂胶座13上方的绕线导向口 12、涂胶座13的外端槽以及涂胶座13下方的绕线导向口，与钢丝I搭接在一起。旋转轮10绕中心轴15顺时针旋转运动(图1中由右向左看)，同时穿过中心轴15通孔的钢丝I做匀速向前的直线运动，这两个运动在钢丝I表面合成为绕线3的螺旋缠绕。同时，绕线3经过涂胶座13的外端槽口时由出胶口涂胶，通过粘合胶使绕线3粘附在钢丝I表面。可通过改变旋转轮10的转速或钢丝I直线运动的速度来改变绕线的螺距。
[0026]经复合电镀使表面裸露区域已固结好超硬磨料的钢丝1，经过蒸馏水清洗槽6进行清洗，然后钢丝I通过盛有有机溶剂(乙醇或丙酮等，能够溶解粘合剂)的清洗槽8并采用超声波清洗机7施加超声波进行清洗，控制钢丝I的运动速度或改变清洗槽8的长度使粘接剂得到充分溶解。
[0027]绕线3与钢丝I表面的粘合胶溶解后，绕线3穿过转轴26经收线导向口 25后连接在在收线轮24上，回转轮23作逆时针转动，使绕线3缠绕在收线轮24上，钢丝I表面绕线3撤去后，经后处理制作完成表面磨粒成群螺旋排布电镀固结磨料锯丝。如在装置前后阶段设置钢丝的连续绕线与撤钱装置，这样就实现了连续生产。
[0028]本实用新型未涉及部分如钢丝的前处理清洗、后处理加热、钢丝的连续放线与收钱及超硬磨料的复合电镀液选用等可采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种表面固结磨粒成群螺旋排布的电镀锯丝生产装置，包括由前至后依次排布的绕线装置、热风吹口、复合电镀装置、蒸馏水清洗槽、有机溶剂清洗槽和撤线装置；其特征是:绕线装置包括旋转轮、放线轮和涂胶座，旋转轮通过中心轴安装在一个支架上，放线轮通过回转轴安装在旋转轮上，回转轴位于轴线在旋转轮径向上的长圆孔中，旋转轮上设置有绕线摩擦块，绕线摩擦块与放线轮的端面接触，涂胶座固定连接在旋转轮上，涂胶座的内部设有用于盛放粘合胶的空腔，涂胶座的外端设有槽口，槽口底部设有与空腔连通的出胶口，涂胶座的上方和下方均设置有一个固定在旋转轮上的绕线导向口 ；复合电镀装置由预镀槽、上砂槽和镀层加厚槽组成，三个槽的底部和上方均设置有导轮，上砂槽内安装有导管和水泵，导管通过底部的进液口与水泵连接，上砂槽和镀层加厚槽之间设有穿孔；蒸馏水清洗槽和有机溶剂清洗槽的底部和上方也均设置有导轮，有机溶剂清洗槽外侧底部设置超声波发生器；撤线装置包括回转轮和收线轮，回转轮通过转轴安装在一个支座上，收线轮安装在回转轮的端面上，回转轮上设有收线导向口和撤线摩擦块，撤线摩擦块与收线轮的端面接触。
【文档编号】C25D15/00GK203613287SQ201320823761
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】高玉飞, 葛培琪, 毕文波 申请人:山东大学