一种基于屏蔽层化学取消自动化生产线的电镀磨粒工具分段电镀方法与流程

本发明属于电镀
技术领域：
，具体涉及一种基于屏蔽层化学取消自动化生产线的电镀磨粒工具分段电镀方法。
背景技术：
：电镀磨粒工具例如磨头、砂轮、钻头、开孔器等等，由于工作的要求，一般在工作部位需要电镀金刚石或其他磨粒增加其切削性能、耐磨性能等，而其他部位需要电镀保护性镀层等增加其耐磨性能、耐腐蚀性能等，这就需要一个工件上电镀多种镀层材料，或者是同种镀层材料电镀不同厚度，这种方式被称为分段电镀。在分段电镀其中一种镀层的时候需要屏蔽电镀磨粒工具上其他部位，分段电镀工具常用的制造方法是用塑料薄膜等绝缘材料包裹整个工件，再手工去除部分屏蔽层，裸露出待电镀部分，然后用特定的工艺进行电镀。目前生产中，该过程大部分由手工完成，人工成本高且包裹效率低，精度差。也可以使用激光灼烧去除的方法，但是激光去除容易损伤工件表面，导致零件性能恶化和精度降低。若采用粘贴不干胶PVC纸的方法，粘贴时需要先对不干胶PVC纸进行裁剪，再手动粘贴，电镀完毕后，还需要将贴纸去除，但难以去除干净，效率很低；而采用刷涂清漆的方法，清漆涂刷完成后需要进行烘干，电镀完毕后还需要手工刮除漆面，同样存在效率低的问题。用电镀保护夹具的办法，不能实现复杂形状和平面的屏蔽，而且由于电镀过的表面上存在磨粒，而不容易用夹具屏蔽，所以不能实现分段电镀。为了避免这些弊端，探讨适用于工件电镀屏蔽层的去除方法就显得尤为重要。例如CN102797022A专利中所述的磨头电镀过程中磨头表面的屏蔽方法是采用不溶于水、不溶于弱酸液体的绝缘涂料做屏蔽层，但是这种方法在屏蔽层取消的时候采用人工取消，精度低，效率低，成品率不高。另外CN103111944A专利中所述的磨头电镀过程中磨头表面的屏蔽层的去除方法是使用有机溶剂作为褪胶溶剂浸泡用塑料薄膜包裹有屏蔽用的电镀磨头，屏蔽用塑料薄膜在褪胶溶剂中溶胀或溶解从而实现屏蔽层的去除，但是该过程中塑料薄膜是人工缠在磨头上的，这种方法得到的屏蔽层不均匀，不同位置去除时间不同，效率低。又如CN104213161A专利中所述的电镀砂轮电镀过程中电镀砂轮非电镀表面的屏蔽方法是采用电镀保护夹具，可实现对多片电镀砂轮的非电镀面同时进行遮盖，以及多片砂轮的同时电镀，能够有效提高非电镀面遮盖的作业效率和电镀作业效率。但是这种方法不能实现复杂形状和平面的屏蔽，而且由于电镀过的表面上存在磨粒，而不容易用夹具屏蔽，所以不能实现分段电镀。CN102586843A专利中所述的电镀钻头电镀过程中非电镀面的屏蔽方法是采用模具和绝缘包扎的办法，但是这种方法在屏蔽层取消的时候采用人工取消，而且其中模具的使用很有局限性，所以这种方法精度低，效率低，成品率不高。另外CN101570876A专利中所述的电镀钻头电镀过程中非电镀面的屏蔽方法是采用导电夹具夹持的办法，这种方法也不能实现分段电镀。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种基于屏蔽层化学取消自动化生产线的电镀磨粒工具分段电镀方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于屏蔽层化学取消自动化生产线的电镀磨粒工具分段电镀方法，所述电镀磨粒工具沿其轴向分为若干区段，每个区段为直径相同或不同的回转体，至少两个区段需要电镀且电镀要求各不相同；所述自动化生产线包括：机架，机架上设有多工位输送设备和屏蔽取消设备；其中，多工位输送设备包括：回转输送机构，设在机架，包括环形的转台，转台上周向间隔地设有若干夹持装置，夹持装置包括同轴连接的第一摩擦轮和夹持件；U型架，滑动装接在机架，U型架平行于转台径线布置且可在机架上沿平行于转台径线的方向往复运动；U型架的两端对称布置有第一转盘机构和第二转盘机构，第一转盘机构包括第一转盘，第二转盘机构包括第二转盘，第一转盘和第二转盘相对布置，二者周缘都设有若干夹具，第一转盘和第二转盘各自的部分夹具的位置与转台的位置相对应；通过U型架在机架上滑动以调节第一转盘机构/第二转盘机构至转台的距离；摩擦传动机构，包括弹性件和用于与任一个第一摩擦轮相配合以实现摩擦传动的第二摩擦轮，弹性件设在机架，第二摩擦轮与弹性件相连；屏蔽取消设备与第一转盘机构、第二转盘机构围绕转台呈类品字形排布，所述摩擦传动机构位于转台与屏蔽取消设备之间；屏蔽取消设备包括：位置调整机构，设在机架，包括可沿X轴方向往复运动的工作台；光固化机构，包括照射头，照射头设在工作台；转台的位置与照射头的位置相对应；对刀机构，包括挡板，挡板设在工作台，挡板位于照射头的远离转台的一侧；所述电镀磨粒工具分段电镀方法包括：1)在电镀磨粒工具上均匀涂覆光敏屏蔽层，光敏屏蔽层的厚度为0.1～2mm；2)将涂覆有光敏屏蔽层的一批电镀磨粒工具分别安装在第一转盘的若干夹具上，此处为第一工位；3)U型架带动第一转盘靠近转台，转台上的夹持件夹紧第一转盘上位置对应的夹具上的电镀磨粒工具；转台转动，夹持件带着电镀磨粒工具脱离夹具并转到屏蔽取消设备，即到达第二工位，在第二工位的电镀磨粒工具的轴向沿X轴方向布置，且电镀磨粒工具的零点与挡板相对；而且，在夹持件带着电镀磨粒工具脱离夹具到达第二工位后，转台上的下一个夹持件经转动对准第一转盘；且第一转盘上的下一个夹具及其夹持的电镀磨粒工具转动到与该下一个夹持件相应的位置，以此持续地将电镀磨粒工具从第一转盘转移到夹持件；4)通过位置调整机构带动对刀机构向电镀磨粒工具行进执行对刀，确定电镀磨粒工具零点位置；结合电镀磨粒工具尺寸得到电镀磨粒工具各区段的位置参数；对刀成功时，照射头的位置应比电镀磨粒工具所有待电镀区段更靠近转台；5)结合电镀磨粒工具第一待电镀区段的位置参数，根据光敏屏蔽层为正光阻或负光阻，通过位置调整机构将照射头定位至电镀磨粒工具第一待电镀区段或除第一待电镀区段之外的其他不需要电镀区段，且照射头与电镀磨粒工具的距离为8～12mm；6)通过摩擦传动机构带动处于第二工位上的夹持件和电镀磨粒工具转动，开启照射头，对电镀磨粒工具第一待电镀区段或其他不需要电镀区段的光敏屏蔽层进行照射；7)U型架带动第二转盘靠近转台，转台转动，将在第二工位的夹持件及其上的电镀磨粒工具转动到对应第二转盘的位置，并将该电镀磨粒工具装夹在第二转盘的夹具上；然后夹持件松开，U型架带动第二转盘及电镀磨粒工具远离夹持件，即到达第三工位；而且，在第二转盘带走电镀磨粒工具后，第二转盘上的下一个夹具转动到与转台上夹持件相应的位置，以此持续地将电镀磨粒工具从夹持件转移到第二转盘；8)重复以上步骤3)～7)直至完成一批电镀磨粒工具在屏蔽取消设备的加工，并被转移到第二转盘的夹具上；9)将第二转盘上的电镀磨粒工具浸入显影液，除去电镀磨粒工具第一待电镀区段的屏蔽层，暴露电镀磨粒工具第一待电镀区段；10)将暴露第一待电镀区段的电镀磨粒工具按第一待电镀区段的电镀要求进行电镀；电镀完成后，用剥离液去除电镀磨粒工具上剩余的屏蔽层；11)根据电镀磨粒工具待电镀区段的数量，重复上述步骤1)～10)，依次逐个暴露电镀磨粒工具的各待电镀区段并分别按照各区段的不同电镀要求进行电镀，从而实现分段电镀。一实施例中：所述回转输送机构还包括第一驱动装置和滑环，该第一驱动装置设在机架并传动连接转台且可带动转台沿其环心转动；该滑环设在转台中央；所述夹持件为气动夹头，该些气动夹头的通气管由该滑环引出。一实施例中：所述U型架上设有齿条；所述机架上设有第二驱动装置，该第二驱动装置传动连接有齿轮，齿轮与所述齿条适配啮合，通过第二驱动装置驱动齿轮转动并与齿条相互配合以带动U型架在机架上滑动。一实施例中：所述第一转盘机构还包括第三驱动装置，所述第二转盘机构还包括第四驱动装置，该第三驱动装置和第四驱动装置分别设在所述U型架的两端，该第三驱动装置传动连接所述第一转盘并可带动该第一转盘转动，该第四驱动装置传动连接所述第二转盘且可带动该第二转盘转动。一实施例中：所述第一转盘的转动轴线，第二转盘的转动轴线及夹持件的轴线位于同一水平面。一实施例中：所述摩擦传动机构还包括第五驱动装置，该第五驱动装置设在弹性件并传动连接所述第二摩擦轮且可带动该第二摩擦轮转动。一实施例中：所述位置调整机构还包括直线驱动装置，该直线驱动装置设在机架，所述工作台设在该直线驱动装置的动子上。一实施例中：所述光固化机构还包括照射头固定件；该照射头固定件设在所述工作台，所述照射头装接在该照射头固定件。一实施例中：所述电镀磨粒工具的直径范围为2～12mm。一实施例中：所述照射头的光斑为线型，尺寸为2～4mm×14～18mm；所述步骤4)中，照射时间为40～60s。本技术方案与
背景技术：
相比，它具有如下优点：本发明可实现电镀电镀磨粒工具电镀工艺中屏蔽层的去除，以及电镀电镀磨粒工具的安装、拆卸和收集过程的自动化，减小了工人的劳动量，降低生产成本，提高电镀精度。附图说明下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1为本发明的自动化生产线的立体分解示意图之一。图2为本发明的自动化生产线的整体外观示意图之一。图3为本发明的自动化生产线的立体分解示意图之二，重点示出回转输送机构、摩擦传动机构和屏蔽取消设备。图4为本发明的自动化生产线的整体外观示意图之二，重点示出回转输送机构、摩擦传动机构和屏蔽取消设备。图5为本发明的U型架及其附属、第一转盘机构和第二转盘机构的示意图。图6为本发明的自动化生产线的俯视示意图。图7为本发明采用的电气液组合滑环示意图。图8为本发明的电镀磨粒工具在弹性的夹具上拆装示意图。图9为本发明的夹具示意图。图10为本发明的摩擦传动机构与夹持装置的配合传动示意图。图11为本发明的屏蔽取消设备整体外观示意图。图12为本发明屏蔽取消设备俯视示意图。图13为典型的磨头的示意图。图14为不同厚度屏蔽层在80℃下所需表干时间的测试结果。图15为屏蔽层厚度相同的情况下，不同紫外固化时间后的显影效果。图16为不同浓度的显影液的显影效果。图17为不同厚度屏蔽层的显影效果。图18为典型的砂轮的示意图。图19为典型的钻头的示意图。图20为典型的开孔器的示意图。附图标记：机架10；回转输送机构20，第一电机21，转台22，气动夹头23，第一摩擦轮24，电气液组合滑环25；U型架30，第二电机31，齿条32，齿轮33；第一转盘机构40，第一转盘41，第三电机42，第一转盘上的夹具43；第二转盘机构50，第二转盘51，第四电机52，第二转盘上的夹具53；屏蔽取消设备60；位置调整机构61，直线电机611，工作台612；光固化机构62，夹具621，紫外线照射头622；挡板63；摩擦传动机构70，第五电机71，弹簧72，第二摩擦轮73；电镀磨粒工具/磨头/砂轮/钻头/开孔器80。具体实施方式下面通过实施例具体说明本发明的内容：请查阅图1至图13，为本发明采用的屏蔽层化学取消自动化生产线，包括机架10，机架10上设有多工位输送设备和屏蔽取消设备60；其中，多工位输送设备包括：回转输送机构20，包括第一电机21、中空环形的转台22和四个夹持装置；第一电机21和转台22均设在机架10，第一电机21可驱动转台22在机架10上沿转台22的环心转动，转速在0～100rpm内可调；夹持装置包括同轴连接的气动夹头23和第一摩擦轮24；气动夹头23用于夹持待加工的电镀磨粒工具80；四个夹持装置的四个气动夹头23通过轴承装配在转台22并周向均匀间隔布置在转台22外，四个第一摩擦轮24位于转台22内部，四个气动夹头23到转台22中心的距离相等且相互之间呈90°夹角，四个第一摩擦轮24到转台22中心的距离也相等且相互之间也呈90°夹角，转台22转动时可带动四个夹持装置随之转动；转台22中央还设有电气液组合滑环25，四个气动夹头23的通气管由该电气液组合滑环25引出。U型架30，通过水平的导轨滑动装接在机架10并沿Y轴方向平行于转台22径线布置；本实施例之中，U型架30通过齿轮齿条传动机构带动以在机架10上沿Y轴方向往复滑动，具体的，请查阅图5，在U型架30的横梁上设有齿条32；机架10上设有第二电机31，转速在0～100rpm内可调，该第二电机31的输出轴与齿轮33相连，齿轮33与所述齿条32适配啮合，通过第二电机31驱动齿轮33转动并与齿条32相互配合以带动U型架30在机架10上滑动。当然，U型架30也可以通过常见的滚珠丝杆等传动机构带动以在机架10上滑动。U型架30的两端对称布置有第一转盘机构40和第二转盘机构50，第一转盘机构40包括第三电机42和第一转盘41，第二转盘机构50包括第四电机52和第二转盘51；第三电机42和第四电机52分别设在U型架30两端的竖直部分的顶端且相对布置，优选伺服电机，转速在0～100rpm内可调；第一转盘41和第二转盘51竖直布置，盘面相对，二者周缘都设有若干由橡胶等材质制成的弹性夹具43/53，具有一定弹性形变性，用于夹持待加工的电镀磨粒工具80，如图8和图9所示；第一转盘41的盘心可拆装的装接在第三电机42的输出轴且可通过第三电机42带动转动，第二转盘51的盘心可拆装的装接在第四电机52的输出轴且可通过第四电机52带动转动；第一转盘41的转动轴线(即过盘心且垂直于盘面的中心轴线)、第二转盘51的转动轴线(即过盘心且垂直于盘面的中心轴线)与四个气动夹头23的轴线位于同一水平面(XY平面)上；因此，位于第一转盘41和第二转盘51的转动轴线相同高度且靠近转台22一侧的夹具43/53的位置分别与转台22的位置相对应，且气动夹头23在转台22的带动下可以与该些夹具43/53相对应；通过U型架30在机架10上滑动调节第一转盘41/第二转盘51至转台22的距离，可以使第一转盘41/第二转盘51上位置与气动夹头23相对应的夹具43/53靠近气动夹头23，便于完成电镀磨粒工具80在夹具43/53与气动夹头23间的转移。而且，随着第一转盘41和第二转盘51的转动，每个夹具43/53都可以转动到与气动夹头23相对应的位置，便于连续的进行电镀磨粒工具80的转移。摩擦传动机构70，包括弹簧72、第五电机71和第二摩擦轮73，弹簧72竖直布置，其下端设在机架10上，第五电机71装接在弹簧72上端，第五电机71的输出轴与第二摩擦轮73相连，转速在0～100rpm内可调；第二摩擦轮73的位置正好位于转台23内四个第一摩擦轮24所在的回转面的下方，第二摩擦轮73与任一个第一摩擦轮24均可相互配合实现摩擦传动。具体的，当转台22带动其中一个夹持装置转到与摩擦传动机构70相应的位置时，第二摩擦轮73与该夹持装置的第一摩擦轮24正好相切，在第五电机71的带动下，第二摩擦轮73作为主动轮转动，并带动该第一摩擦轮24作为从动轮转动，从而可以带动该夹持装置上的气动夹头23转动，气动夹头23夹持的电镀磨粒工具80也随之转动，如图10所示。而此时其他三个夹持装置上的第一摩擦轮24未与第二摩擦轮73接触，因而其他三个夹持装置的气动夹头23不会转动。本实施例之中，采用气动夹头23通过第五电机71和摩擦传动带动运转的方式，仅由一台电机即可提供动力，设备结构得到简化，同时，弹簧72可为摩擦传动提供稳定的压力，并在第一摩擦轮24和第二摩擦轮73磨损后起到磨损补偿的作用。屏蔽取消设备60与第一转盘机构40、第二转盘机构50围绕转台22呈类品字形排布，所述摩擦传动机构70位于转台22与屏蔽取消设备60之间，由摩擦传动机构70带动的气动夹头23正好对准屏蔽取消设备60；如图11和图12所示，屏蔽取消设备60包括：位置调整机构61，包括设在底座10的定位精度为1μm的直线电机611和设在直线电机611的动子的工作台612，该工作台612可通过直线电机611沿X轴方向往复运动(注：本实施例之中，X轴、Y轴和Z轴方向两两垂直)；光固化机构62，包括L型的夹具621和紫外线照射头622；夹具621设在工作台612，紫外线照射头622装接在夹具621，紫外线照射头622的高度应与转台22相对应，气动夹头23在转台22的带动下可以转到与该紫外线照射头622相应的位置以使得气动夹头23上的电镀磨粒工具80能够与该紫外线照射头622相对应，紫外线照射头622可以位于该气动夹头23在Y轴方向上的两侧中的任意一侧，且当气动夹头23上的电镀磨粒工具80与紫外线照射头622在Y轴方向上并排时，紫外线照射头42的镜面与电镀磨粒工具80的最佳距离为10mm，使得紫外线照射头622发生的光斑能够对准电镀磨粒工具80照射，光斑最好为线型，尺寸以3mm×16mm为宜；对刀机构，包括挡板63，挡板63设在工作台612，挡板63应位于紫外线照射头622远离转台22的一侧，气动夹头23在转台22的带动下可以与挡板63的位置相对应。通过位置调整机构61带动挡板63向该气动夹头23行进以执行对刀，至挡板63与该气动夹头23上夹持的电镀磨粒工具80接触时，对刀成功，此时紫外线照射头622的位置应比电镀磨粒工具80更靠近转台22。本发明的自动化生产线中，第一转盘机构40、第二转盘机构50及屏蔽取消设备60三者围绕转台22构成三个工位，通过回转输送机构20实现待加工电镀磨粒工具80在三个工位之间的转移和流水线加工。三个工位的顺序可以随意调整，下面以第一转盘机构40作为第一工位，屏蔽取消设备60作为第二工位，第二转盘机构50作为第三工位为例具体说明。同时，为方便说明，将四个气动夹头23编号为23-1、23-2、23-3和23-4(如图6)；将第一转盘/第二转盘的夹具依顺序编号为43-1/53-1、43-2/53-2、43-3/53-3……，将夹具上装夹的电镀磨粒工具相对应地编号为80-1、80-2、80-3……(如图8，仅示出部分)。上述编号和指定仅为便于说明工作原理，并不以此作为区分。本实施例之中，电镀磨粒工具80以磨头、砂轮、钻头和开孔器为例。典型的磨头如图13所示，直径为3～10mm，以箭头所指的A点作为磨头的零点，沿磨头的轴向分为若干区段，至少有B、C、D三个区段，每个区段为直径相同或不同的回转体，其中B、C两个区段需要电镀且电镀要求各不相同。本发明对该磨头进行分段电镀的方法如下：1)先将磨头80在超声波清洗机清洗5min，风干；然后用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161(市售，365nm紫外光固化，耐酸，不耐碱，粘度(Pa.s)：10-38)等，该碱溶性光敏树脂液体干燥后形成屏蔽层，可溶于显影液如弱碱溶液；但若屏蔽层经紫外线照射后固化，则不溶于显影液，可溶于剥离液如强碱溶液。在磨头80的主要电镀部位上反复涂覆该碱溶性光敏树脂液体，并用步进电机带动磨头80转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动磨头80旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到磨头80表面均匀覆盖足够厚度的屏蔽层，屏蔽要求是不导电，屏蔽层的最佳厚度应在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；如图14所示，为不同厚度屏蔽层的情况下，在80℃下表干时间的对比。其中样品1至6的屏蔽层厚度分别为78μm、121μm、194μm、304μm、366μm、442μm(通过控制涂覆面积和涂上不同质量的树脂(图4中初始质量即为树脂质量)，间接得到不同厚度的屏蔽层)。从图4可以看出，整体看来样品1至6的质量趋于稳定的时间是逐渐增加的，屏蔽层越薄完全表干所需时间越短。分开来看，30min后，样品1、2、3、4、5的质量基本不发生变化，样品6的质量发生微小的变化，这是由于样品6的屏蔽层较厚的缘故，完全表干的时间更长。80℃烘烤40min后，各样品屏蔽层的质量基本趋于稳定。说明烘烤表干的时间选择40min是较为合适的。2)将涂覆有屏蔽层的一批磨头80-1、80-2、80-3……安装在第一转盘41的弹性夹具43-1、43-2、43-3……上，此处为第一工位；3)请参考图6，通过第二电机31带动U型架30滑动，使第一转盘41靠近转台22上的气动夹头23-1，气动夹头23-1夹紧第一转盘41上位置对应的夹具43-1上的磨头80-1；启动第一电机21，转台22顺时针转动90°，气动夹头23-1带着磨头80-1脱离弹性夹具43-1，转到加工机构60，即到达第二工位；此时在第二工位的气动夹头23-1上的磨头80-1的轴向沿X轴方向布置，且磨头80-1的零点即A点应与挡板63相对；4)通过位置调整机构61带动对刀机构沿X轴向磨头80-1行进，执行对刀过程，当位置调整机构61在行进过程中受到的运动阻力大于直线电机611设定的最大推力(本实施例之中设为0.1N)时，认为挡板63与磨头80-1对刀成功，以此确定磨头80-1零点A点的位置；再结合磨头80-1尺寸，可以得到磨头80-1待电镀的B、C两区段的位置参数；并且，对刀成功时，紫外线照射头622的位置应比磨头80-1更靠近转台22；5)对刀成功后，位置调整机构61回到起始点，然后结合磨头80-1待电镀的B、C两区段的位置参数，位置调整机构61将紫外线照射头622定位至磨头C段等不需要电镀的位置，且紫外线照射头622的镜面与磨头80的C段等的距离为10mm；6)启动第五电机71，通过摩擦传动机构70带动处于第二工位上的气动夹头23-1和磨头80-1以60r/min的转速转动，开启紫外线照射头622，对C段等不需要电镀的区段进行紫外线照射，照射时间为50s，使该些区段的屏蔽层固化；如图15和表1所示，为屏蔽层厚度相同的情况下，不同紫外固化时间后，显影液清洗效果及显影效果。图5中从左至右的固化时间分别为10s、20s、30s、40s、50s、60s、70s、80s、90s，可以看出，紫外线照射固化时间在50～80s范围内效果较好。表1紫外线固化实验结果固化时间/s显影效果弱碱清洗现象10无完全去除20不明显完全去除30不清晰少量残余40清晰被照射部位树脂大部分残留50较清晰被照射部位树脂基本不溶60较清晰被照射部位树脂基本不溶70较清晰被照射部位树脂基本不溶80较清晰被照射部位树脂基本不溶90显影范围变大残留面积变大7)磨头80-1的不需要电镀的区段的屏蔽层固化后，请参考图6，U型架30移动使第二转盘51靠近转台22，然后转台22顺时针转动90°，将在第二工位的气动夹头23-1及其上加工完成的磨头80-1转动到对应第二转盘51的位置，并将该磨头80-1装夹在第二转盘51的弹性夹具53-1上；然后气动夹头23-1松开，U型架30移动使第二转盘51带着磨头80-1远离气动夹头23-1，到达第三工位。在上述3)中，在气动夹头23-1带着磨头80-1脱离夹具43-1到达第二工位后，转台22上的下一个气动夹头23-2也转过来对准第一转盘41，同时第三电机42带动第一转盘41转动，将下一个夹具43-2及其夹持的磨头80-2转动到与该气动夹头23-2相应的位置。当下一次第一转盘41靠近气动夹头23-2时，可将第一转盘41上的磨头80-2转移到气动夹头23-2。如此反复，可以持续地将磨头从第一转盘转移到气动夹头，即持续完成从第一工位到第二工位的转换。同时，在上述7)中，第二转盘51带走磨头80-1后，第四电机52带动第二转盘51转动，将下一个空的夹具53-2转动到与第二转盘51转动轴线同一高度，当下一次气动夹头23-2靠近第二转盘51时，可将气动夹头23-2上的磨头80-2转移到第二转盘的夹角53-2上。如此反复，可以持续地将磨头从气动夹头转移到第二转盘，即持续完成从第二工位到第三工位的转换。8)重复以上步骤3)～7)直至完成一批磨头的输送和加工后，所有磨头80-1、80-2、80-3……的不需要电镀的位置的屏蔽层均被固化，并转移到第二转盘51的夹具53-1、53-2、53-3……上，停机，取下第二转盘51；9)将第二转盘51上所有经处理后的磨头浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，磨头B段的屏蔽层没有被照射，未固化，被弱碱溶解；其他C段等不需要电镀的区段因屏蔽层固化，不能被溶解而得以保留，由此取消磨头B段的屏蔽；如图16所示，为不同浓度的弱碱溶液清洗后的显影效果，图中从左至右分别为1％、2％、3％、4％和5％的碳酸钠溶液。可以看出，用1％和2％的碳酸钠溶液冲洗样品5min，未被紫外线照射过的树脂也会部分残留，而3％、4％和5％的碳酸钠溶液可将未被紫外线固化的树脂清洗干净，但5％的碳酸钠清洗过的样品会有部分呈乳白色，影响被固化树脂层的质量，说明3％的碳酸钠溶液效果最好。如表2所示，表干后的碱溶性光敏树脂，经紫外线照射50s固化后，基本不溶于弱碱，固化率高达99.48％，说明固化效果很好。表2显影前后质量变化情况如图17所示，为不同厚度屏蔽层的显影效果。图中从左至右的样品1～6的屏蔽层厚度分别为78μm、121μm、194μm、304μm、366μm、442μm。可以看出，样品1、2显影不完整，样品6显影会呈现部分乳白色，这说明样品6树脂层太厚，显影部分未被完全固化。结合上述实验结果，屏蔽层的厚度范围194μm～366μm较佳。10)将B段取消屏蔽的磨头80装夹在电镀夹具，放入电镀液中按B段电280#标300#的工艺要求进行金刚石磨粒的电镀；由于B段的屏蔽被取消，因此可以电镀；而C段等其他区段还有屏蔽层的保护，不会被电镀；电镀完成后，将磨头浸入强碱性溶液10％的NaOH溶液中1～2min，将屏蔽层完全溶解，去除率接近100％，然后清洗干净。即完成对磨头B段的电镀。11)重复上述步骤1)～10)，在磨头表面涂覆屏蔽层后，紫外照射除C段外的其余区段，然后浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，取消磨头C段的屏蔽；再对C段按C段电380#标400#的工艺要求进行CBN(立方氮化硼)磨粒的电镀，此时由于屏蔽层的保护，除C段外的其余区段(包括已电镀的B段)不会被电镀；然后将电镀后的磨头浸入强碱性溶液中去除剩余的屏蔽层，清洗干净，即完成磨头B、C两区段不同电镀工艺的分段电镀。典型的砂轮如图18所示，直径为3～10mm，以箭头所指的A点作为砂轮的零点，沿砂轮的轴向分为若干区段，每个区段为直径相同或不同的回转体，其中B、C两个区段需要电镀且电镀要求各不相同。本发明对该砂轮进行分段电镀的方法如下：1)先将砂轮80在超声波清洗机清洗5min，风干；然后用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161等，该碱溶性光敏树脂液体干燥后形成屏蔽层，可溶于显影液如弱碱溶液；但若屏蔽层经紫外线照射后固化，则不溶于显影液，可溶于剥离液如强碱溶液。在砂轮80的主要电镀部位上反复涂覆该碱溶性光敏树脂液体，并用步进电机带动砂轮80转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动砂轮80旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到砂轮80表面均匀覆盖足够厚度的屏蔽层，屏蔽要求是不导电，屏蔽层的最佳厚度应在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；2)将涂覆有屏蔽层的一批砂轮80-1、80-2、80-3……安装在第一转盘41的弹性夹具43-1、43-2、43-3……上，此处为第一工位；3)请参考图6，通过第二电机31带动U型架30滑动，使第一转盘41靠近转台22上的气动夹头23-1，气动夹头23-1夹紧第一转盘41上位置对应的夹具43-1上的砂轮80-1；启动第一电机21，转台22顺时针转动90°，气动夹头23-1带着砂轮80-1脱离弹性夹具43-1，转到加工机构60，即到达第二工位；此时在第二工位的气动夹头23-1上的砂轮80-1的轴向沿X轴方向布置，且砂轮80-1的零点即A点应与挡板63相对；4)通过位置调整机构61带动对刀机构沿X轴向砂轮80-1行进，执行对刀过程，当位置调整机构61在行进过程中受到的运动阻力大于直线电机611设定的最大推力(本实施例之中设为0.1N)时，认为挡板63与砂轮80-1对刀成功，以此确定砂轮80-1零点A点的位置；再结合砂轮80-1尺寸，可以得到砂轮80-1待电镀的B、C两区段的位置参数；并且，对刀成功时，紫外线照射头622的位置应比砂轮80-1更靠近转台22；5)对刀成功后，位置调整机构61回到起始点，然后结合砂轮80-1待电镀的B、C两区段的位置参数，位置调整机构61将紫外线照射头622定位至砂轮C段等不需要电镀的位置，且紫外线照射头622的镜面与砂轮80的C段等的距离为10mm；6)启动第五电机71，通过摩擦传动机构70带动处于第二工位上的气动夹头23-1和砂轮80-1以60r/min的转速转动，开启紫外线照射头622，对C段等不需要电镀的区段进行紫外线照射，照射时间为50s，使该些区段的屏蔽层固化；7)砂轮80-1的不需要电镀的区段的屏蔽层固化后，请参考图6，U型架30移动使第二转盘51靠近转台22，然后转台22顺时针转动90°，将在第二工位的气动夹头23-1及其上加工完成的砂轮80-1转动到对应第二转盘51的位置，并将该砂轮80-1装夹在第二转盘51的弹性夹具53-1上；然后气动夹头23-1松开，U型架30移动使第二转盘51带着砂轮80-1远离气动夹头23-1，到达第三工位。在上述3)中，在气动夹头23-1带着砂轮80-1脱离夹具43-1到达第二工位后，转台22上的下一个气动夹头23-2也转过来对准第一转盘41，同时第三电机42带动第一转盘41转动，将下一个夹具43-2及其夹持的砂轮80-2转动到与该气动夹头23-2相应的位置。当下一次第一转盘41靠近气动夹头23-2时，可将第一转盘41上的砂轮80-2转移到气动夹头23-2。如此反复，可以持续地将砂轮从第一转盘转移到气动夹头，即持续完成从第一工位到第二工位的转换。同时，在上述7)中，第二转盘51带走砂轮80-1后，第四电机52带动第二转盘51转动，将下一个空的夹具53-2转动到与第二转盘51转动轴线同一高度，当下一次气动夹头23-2靠近第二转盘51时，可将气动夹头23-2上的砂轮80-2转移到第二转盘的夹角53-2上。如此反复，可以持续地将砂轮从气动夹头转移到第二转盘，即持续完成从第二工位到第三工位的转换。8)重复以上步骤3)～7)直至完成一批砂轮的输送和加工后，所有砂轮80-1、80-2、80-3……的不需要电镀的位置的屏蔽层均被固化，并转移到第二转盘51的夹具53-1、53-2、53-3……上，停机，取下第二转盘51；9)将第二转盘51上所有经处理后的砂轮浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，砂轮B段的屏蔽层没有被照射，未固化，被弱碱溶解；其他C段等不需要电镀的区段因屏蔽层固化，不能被溶解而得以保留，由此取消砂轮B段的屏蔽；10)将B段取消屏蔽的砂轮80装夹在电镀夹具，放入电镀液中按B段电280#标300#的工艺要求进行金刚石磨粒的电镀；由于B段的屏蔽被取消，因此可以电镀；而C段等其他区段还有屏蔽层的保护，不会被电镀；电镀完成后，将砂轮浸入强碱性溶液中，将屏蔽层完全溶解，清洗干净。即完成对砂轮B段的电镀。11)重复上述步骤1)～10)，在砂轮表面涂覆屏蔽层后，紫外照射除C段外的其余区段，然后浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，取消砂轮C段的屏蔽；再对C段按C段电380#标400#的工艺要求进行金刚石磨粒的电镀，此时由于屏蔽层的保护，除C段外的其余区段(包括已电镀的B段)不会被电镀；然后将电镀后的砂轮浸入强碱性溶液中去除剩余的屏蔽层，清洗干净，即完成砂轮B、C两区段不同电镀工艺的分段电镀。典型的钻头如图19所示，直径为3～10mm，以箭头所指的A点作为钻头的零点，沿钻头的轴向分为若干区段，每个区段为直径相同或不同的回转体，其中B、C两个区段需要电镀且电镀要求各不相同。本发明对该钻头进行分段电镀的方法如下：1)先将钻头80在超声波清洗机清洗5min，风干；然后用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161等，该碱溶性光敏树脂液体干燥后形成屏蔽层，可溶于显影液如弱碱溶液；但若屏蔽层经紫外线照射后固化，则不溶于显影液，可溶于剥离液如强碱溶液。在钻头80的主要电镀部位上反复涂覆该碱溶性光敏树脂液体，并用步进电机带动钻头80转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动钻头80旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到钻头80表面均匀覆盖足够厚度的屏蔽层，屏蔽要求是不导电，屏蔽层的最佳厚度应在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；2)将涂覆有屏蔽层的一批钻头80-1、80-2、80-3……安装在第一转盘41的弹性夹具43-1、43-2、43-3……上，此处为第一工位；3)请参考图6，通过第二电机31带动U型架30滑动，使第一转盘41靠近转台22上的气动夹头23-1，气动夹头23-1夹紧第一转盘41上位置对应的夹具43-1上的钻头80-1；启动第一电机21，转台22顺时针转动90°，气动夹头23-1带着钻头80-1脱离弹性夹具43-1，转到加工机构60，即到达第二工位；此时在第二工位的气动夹头23-1上的钻头80-1的轴向沿X轴方向布置，且钻头80-1的零点即A点应与挡板63相对；4)通过位置调整机构61带动对刀机构沿X轴向钻头80-1行进，执行对刀过程，当位置调整机构61在行进过程中受到的运动阻力大于直线电机611设定的最大推力(本实施例之中设为0.1N)时，认为挡板63与钻头80-1对刀成功，以此确定钻头80-1零点A点的位置；再结合钻头80-1尺寸，可以得到钻头80-1待电镀的B、C两区段的位置参数；并且，对刀成功时，紫外线照射头622的位置应比钻头80-1更靠近转台22；5)对刀成功后，位置调整机构61回到起始点，然后结合钻头80-1待电镀的B、C两区段的位置参数，位置调整机构61将紫外线照射头622定位至钻头除B、C两区段以外的不需要电镀的位置，且紫外线照射头622的镜面与钻头80的距离为10mm；6)启动第五电机71，通过摩擦传动机构70带动处于第二工位上的气动夹头23-1和钻头80-1以60r/min的转速转动，开启紫外线照射头622，对不需要电镀的区段进行紫外线照射，照射时间为50s，使该些区段的屏蔽层固化；7)钻头80-1的不需要电镀的区段的屏蔽层固化后，请参考图6，U型架30移动使第二转盘51靠近转台22，然后转台22顺时针转动90°，将在第二工位的气动夹头23-1及其上加工完成的钻头80-1转动到对应第二转盘51的位置，并将该钻头80-1装夹在第二转盘51的弹性夹具53-1上；然后气动夹头23-1松开，U型架30移动使第二转盘51带着钻头80-1远离气动夹头23-1，到达第三工位。在上述3)中，在气动夹头23-1带着钻头80-1脱离夹具43-1到达第二工位后，转台22上的下一个气动夹头23-2也转过来对准第一转盘41，同时第三电机42带动第一转盘41转动，将下一个夹具43-2及其夹持的钻头80-2转动到与该气动夹头23-2相应的位置。当下一次第一转盘41靠近气动夹头23-2时，可将第一转盘41上的钻头80-2转移到气动夹头23-2。如此反复，可以持续地将钻头从第一转盘转移到气动夹头，即持续完成从第一工位到第二工位的转换。同时，在上述7)中，第二转盘51带走钻头80-1后，第四电机52带动第二转盘51转动，将下一个空的夹具53-2转动到与第二转盘51转动轴线同一高度，当下一次气动夹头23-2靠近第二转盘51时，可将气动夹头23-2上的钻头80-2转移到第二转盘的夹角53-2上。如此反复，可以持续地将钻头从气动夹头转移到第二转盘，即持续完成从第二工位到第三工位的转换。8)重复以上步骤3)～7)直至完成一批钻头的输送和加工后，所有钻头80-1、80-2、80-3……的不需要电镀的位置的屏蔽层均被固化，并转移到第二转盘51的夹具53-1、53-2、53-3……上，停机，取下第二转盘51；9)将第二转盘51上所有经处理后的钻头浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，钻头B、C段的屏蔽层没有被照射，未固化，被弱碱溶解；其他不需要电镀的区段因屏蔽层固化，不能被溶解而得以保留，由此取消钻头B、C段的屏蔽；10)将B、C段取消屏蔽的钻头80装夹在电镀夹具，放入电镀液中进行金刚石磨粒的电镀；由于B、C段的屏蔽被取消，因此可以电镀；而其他区段还有屏蔽层的保护，不会被电镀；电镀完成后，将钻头浸入强碱性溶液中，将屏蔽层完全溶解，清洗干净。即完成对钻头B、C段的电镀。11)重复上述步骤1)～10)，在钻头表面涂覆屏蔽层后，紫外照射除B段外的其余区段，然后浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，取消钻头B段的屏蔽；再对B段进行金刚石磨粒的电镀，此时由于屏蔽层的保护，除B段外的其余区段不会被电镀；然后将电镀后的钻头浸入强碱性溶液中去除剩余的屏蔽层，清洗干净，即完成钻头B、C两区段相同工艺但不同厚度金刚石磨粒的分段电镀。典型的开孔器如图20所示，直径为3～10mm，以箭头所指的A点作为开孔器的零点，沿开孔器的轴向分为若干区段，每个区段为直径相同或不同的回转体，其中B、C两个区段需要电镀且电镀要求各不相同。参照上述步骤，按照本发明的方法可以对该开孔器进行分段电镀，在此不加以详细赘述。上述实施例以碱溶性光敏树脂为负光阻的情况为例进行说明，但并不以此为限，本领域技术人员可知，当采用的光敏屏蔽层为正光阻的情况下，经紫外光照射后，照射的部分不会固化，可溶于显影液，而未被照射的部分固化，不可溶于显影液，能溶于剥离液。在采用正光阻的光敏屏蔽层的情况下，紫外线照射头应照射待电镀区段，然后通过显影液将待电镀区段的屏蔽层去除，即可进行电镀；电镀完成后再用剥离液将其余区段的屏蔽层去除，即可实现分段电镀。在此不加以详细赘述。以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。当前第1页1 2 3