点胶头及点胶设备的制作方法

本实用新型涉及点胶技术领域，特别涉及一种点胶头及点胶设备。

背景技术：

点胶头是点胶作业的重要工具之一，主要起到将胶水瓶里的胶水点到需要点胶位置的作用。在现有点胶过程中，因为胶水的粘度或质地变化，或者点胶头的磨损使其表面粗糙度增加，导致胶水容易粘附在胶头上，这种胶水粘附到胶头上的现象会导致点胶效果变差。

为解决上述问题，亟待提供一款新型的点胶头。

技术实现要素：

为解决现有点胶过程中，胶水容易粘附胶头的技术问题，本实用新型提供了一种点胶头及点胶设备。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种点胶头，所述点胶头包括白钢制成的主体，所述主体具有一镜面抛光的外表面，所述外表面上镀制钛合金形成钛合金层，其中，所述钛合金层的硬度大于所述主体的硬度。

优选地，钛合金层的厚度为2-3μm。

优选地，所述钛合金层与所述主体的洛氏硬度HRC 差为50-80；所述钛合金层的耐磨性大于所述主体的耐磨性；钛合金层的韧性小于所述主体的韧性。

优选地，所述主体的洛氏硬度HRC为50-60，密度为 7.6g/cm³-7.8g/cm³，所述钛合金层的洛氏硬度HRC为 110-130，密度为4.3g/cm³-4.7g/cm³。

优选地，所述主体包括柱体和点胶部；所述点胶部与所述柱体一体成型。

优选地，所述点胶部包括过渡段和点胶柱；所述点胶柱垂直设于所述过渡段的端面上；所述点胶柱的长度为 5-20mm，所述点胶柱底部端面最大长度为1-5mm。

优选地，所述过渡段进一步包括横截面积较小的一端，所述横截面积较小的一端的端面中心垂直设置一根点胶柱，所述点胶柱为圆形柱体或多边形柱状体；或所述过渡段进一步设有基座，所述基座上设有两根点胶柱；所述基座与所述点胶柱一体成型。

优选地，所述过渡段截面积较小的一端进一步设有基座，所述基座上垂直设有两根间隔设置的点胶柱，所述两根点胶柱之间的距离为1-5mm。

优选地，所述基座包括梯形侧面，所述过渡段与所述梯形侧面相接触处设有一斜平面，所述斜平面与梯形侧面之间的夹角α为95-175度；所述点胶柱远离所述过渡段的一端设置的倒角结构，所述倒角结构包括一过渡斜面，所述点胶柱包括四个侧面，所述过渡斜面与所述相邻侧面之间的夹角β为5-60度。

本实用新型解决技术问题的方案是提供一种点胶设备，所述点胶设备所述点胶头。

与现有技术相比，本实用新型所述点胶头包括白钢制成的主体，所述主体具有一镜面抛光的外表面，所述外表面上镀制钛合金形成钛合金层，所述抛光的白钢外表面，可保证镀于其上的钛合金层结构致密平整，增加表面光滑度，防止胶水在放置的过程中产生略微的变质导致胶水容易粘附在胶头上，从而使点胶效果变差；而且所述钛合金层比强度高、耐腐蚀性好，可以使点胶头的使用寿命提高两倍以上。

本实用新型提供一点胶设备，所述点胶设备包括所述点胶头，可有有效解决点胶效果差的问题。

【附图说明】

图1是本实用新型点胶头的立体结构示意图；

图2是本实用新型点胶头的剖面结构示意图；

图3是本实用新型点胶头另一角度的立体结构示意图；

图4是本实用新型点胶头之点胶部的立体结构示意图；

图5是本实用新型点胶头之点胶部的左视示意图；

图6是本实用新型第二实施例中点胶头的立体结构示意图；

图7是本实用新型第四实施例中所述点胶头加工工艺流程图。

附图标识：

10、点胶头；102、表面材料层；1、主体；12、点胶部；121、过渡段；1211、截面积较小的一端；1212、截面积较大的一端；1213、斜平面；122、基座；1221、第二表面；1222、第一表面；1223、梯形侧面；1224、矩形侧面；123、点胶柱；1231、第一点胶柱；1232、第二点胶柱；1233、侧面；1234、过渡斜面；5、固定部；51、凸块；20、点胶头；21、柱体；22、点胶部；221、过渡段；2211、截面积较大的一端；2212、截面积较小的一端； 223、点胶柱；2231、第一端面；2232、第二端面。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型的第一实施例提供一点胶头10，所述点胶头10包括由基底材料制成的主体1，所述主体1具有镜面抛光的外表面，所述外表面上镀制表面材料形成表面材料层102；所述表面材料层102的厚度为 1-4μm。优选为1-2μm、1-3μm、2-3μm或2-4μm。具体地，所述表面材料层102的厚度为1μm、2μm、2.5μm、3μm或 4μm。

优选地，所述基底材料的洛氏硬度HRC为20-80，密度为7.6g/cm³-7.8g/cm³，冲击韧性为30J/cm²-200

J/cm²；所述表面材料层的洛氏硬度HRC为100-150，密度为4.3g/cm³-4.7g/cm³。优选地，所述基底材料的洛氏硬度HRC为30-70，最佳洛氏硬度HRC为50-60；优选地，所述表面材料层的洛氏硬度HRC为110-130。优选地，所述表面材料与基底材料层的洛氏硬度差HRC 为20-130，进一步优选地，所述表面材料层与基底材料的洛氏硬度差HRC为40-80，再进一步优选硬度差HRC 为50-80。

具体地，所述基底材料为白钢。所述白钢是一种工具钢，俗称白钢。白钢的工艺性能好，强度和韧性高，易于加工成型形成主体1。

下表1作为非限制性实例列出了一些常见的可以用于本实用新型的白钢型号及物性参数。本实用新型中所述白钢包括但不限制于下表提及的型号中的一种或多种。

表1.常用包钢型号及物性参数表

所述表面材料为钛合金。所述钛合金硬度高密度小，机械性能和抗蚀性能好，但是，钛合金的工艺性能差，加工困难且价格较高，因此，镀于主体表面可最大限度的发挥其作用。

具体地，钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金也就分为以下三类：α合金,(α+β)合金和β合金。具体钛合金中其他元素组成及牌号，请参考例如《GB/T 3620.1-2016钛及钛合金牌号和化学成分》的内容。

下列作为非限制性实例列出了一些常见的可以用作本实用新型的钛合金包括TA5：Ti-4Al-0.005B、TA7： Ti-5Al-2.5Sn、TA10：Ti-0.3Mo-0.8Ni、TB2：Ti-5Mo-5V -8Cr-3Al、TB3：Ti-3.5Al-10Mo-8V-2Fe、TC4：Ti-6Al-4V、 TC17：Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr等。本实用新型中所述钛合金包括但不限制于上述提及的钛合金的一种或多种。

请继续参阅图2和图3，所述主体1包括柱体11和与所述柱体11一体成型的点胶部12；所述点胶部12包括过渡段 121和点胶柱123；所述点胶柱123垂直设于所述过渡段121 上。

所述过渡段121具有沿与其轴向方向垂直的方向的横截面积不同的两端，其截面积较小的一端1211与所述点胶柱123连接，其横截面积较大的一端1212与所述柱体11连接；所述截面积较小的一端1211进一步设有基座122，所述基座122上设两个点胶柱123，所述基座122与所述点胶柱123一体成型。

请参阅图4和图5，所述基座122包括四个侧面；所述四个侧面包括两个梯形侧面1223，另外两个侧面为矩形侧面1224，所述过渡段121与所述梯形侧面1223相接触处设有一斜平面1213，所述斜平面1213与梯形侧面1223之间的夹角α为95-175度。具体地，所述夹角α为95度、120度、 150度或175度等。

请继续参阅图4和图5，所述基座122远离过渡段121 的一端垂直设有两个间隔设置的点胶柱123，所述两个点胶柱123之间的距离为1-5mm。具体地，所述两个点胶柱 123之间的距离为1mm、1.5mm、3mm或5mm等。

所述点胶柱123进一步包括结构相同的第一点胶柱 1231和第二点胶柱1232；所述第一点胶柱1231和第二点胶柱1232的长度分别为5-20mm。具体地，所述点胶柱123第一点胶柱1231和第二点胶柱1232的长度可以是5mm、10 mm、12.5mm或20mm等。

所述第一点胶柱1231和第二点胶柱1232远离所述过渡段121的一端设置的倒角结构，所述倒角结构包括一过渡斜面1234；所述点胶柱包括四个侧面1234，所述过渡斜面1234与所述相邻侧面1233之间的夹角β为5-60度。具体地，所述过渡斜面1234与所述侧面1233之间的夹角β为5 度、30度、45度或60度等。

点胶过程中，所述点胶部12蘸取的胶液可以顺着所述过渡斜面1234滑下并集中于需要点胶的部位。

请继续参考图3，由上述工艺加工的所述点胶头10进一步包括一固定部5，所述固定部5套设在所述主体1上，且所述固定部5包括一凸块51，所述凸块51设置方向与所述主体1轴向方向垂直，便于将所述点胶头10安装于点胶机上。

如图6所示，本实用新型的第二实施例提供的点胶头 20，与所述第一实施例的区别在于所述点胶部22设有一个点胶柱223,所述点胶柱223为圆形柱体或多边形柱状体。

具体地，所述点胶部22包括过渡段221和点胶柱 223。所述过渡段221为圆台结构，其具有沿与其轴向方向垂直的方向的横截面积不同的两端，其截面积较小的一端2212与所述点胶柱223连接，其横截面积较大的一端2211与所述柱体21连接。所述过渡段221横截面积较小的一端2212的端面中心垂直设置一根点胶柱 223；所述点胶柱223为圆形主体或多边形柱状体。

具体地，所述点胶柱223具有相对设置的第一端面 2231和第二端面2232及围绕所述第一端面2231和第二端面2232设置的侧面；所述第一端面2231与所述第二端面2232的形状相同均为圆形，且所述第一端面2231 的面积等于第二端面2232的面积。

本实用新型的其他实施例中，所述点胶柱223的横截面可以是方正方形、长方形、菱形或其他多边形(均未图示)中任一种；所述第一端面2231与所述第二端面2232 的形状相同，且所述第一端面2231的面积大于第二端面 2232的面积(未图示)。

本实用新型的第三实施例提供一点胶设备(未图示)，所述点胶设备包含所述点胶头10或点胶头20。

请参阅图7，本实用新型的第四实施例提供一种点胶头的加工工艺，所述点胶头的加工工艺可用于制备如第一实施例所提供的点胶头，具体的，所述点胶头可通过以下加工工艺制得：

步骤S1：以基底材料制备点胶头主体；

步骤S2：将步骤S1中主体外表面进行抛光处理并清洗；

步骤S3：在步骤S2得到的主体的外表面镀一层硬度大于基底材料的表面材料。

所述基底材料为白钢，所述表面材料层为钛合金。所述白钢的洛氏硬度HRC为20-80，密度为7.6 g/cm³-7.8g/cm³，冲击韧性为30J/cm²-200J/cm²；所述钛合金层的洛氏硬度HRC为100-150，密度为4.3g/cm³-4.7 g/cm³；所述钛合金层与白钢的洛氏硬度差HRC为20-130。

优选地，所述白钢的洛氏硬度HRC为30-70，最佳洛氏硬度HRC为50-60；优选地，所述钛合金层的洛氏硬度HRC为110-130。优选地，所述钛合金层与白钢的洛氏硬度差HRC为20-130，进一步优选地，所述钛合金层与白钢的洛氏硬度差HRC为40-80，再进一步优选硬度差HRC为50-80。

作为一种实施例，所述抛光过程为机械抛光，将粒径为5-10μm的，分布密度为10-500个/cm²的金刚石粉掺杂在抛光材料里面，然后将所述混有金刚石粉的抛光材料紧压在点胶头主体被加工的表面上，以10000-50000r/min转速做高速旋转运动，旋转时间为5-30min，得到镜面抛光的外表面。优选地，所述金刚石粉的粒径为5-6μm，分布密度为50-100个/cm²。

所述抛光材料包括，油石条、羊毛轮、海绵或皮毛布等的一种或多种。

作为一种实施例，将上述进行过镜面抛光的白钢主体外表面进行超声清洗5-30min，然后依次经丙酮、去离子水和乙醇洗涤晾干，用于镀钛合金。

具体地，所述镀钛合金的方法有：真空蒸镀、离子束溅射、离子镀、真空溅射、电镀、化学镀、喷涂、刷涂等。

在本实用新型中涉及有洛氏硬度HRC的数值范围包括从较低值至较高值以一个单位为增量且包括所述较低值和所述较高值的所有的值。例如，如果数值范围为20 至80，则应当视为已将所有单独的值例如20、21、 22……79、80一一列出，还应当视为列出了所有子范围例如20-25、35-40、30-70、50-60或55-80等。

在本实用新型中涉及有抛光时间的数值范围包括从较低值至较高值以一个单位为增量且包括所述较低值和所述较高值的所有的值。例如，如果数值范围为5至30，则应当视为已将所有单独的值例如5、6、7……29、30一一列出，还应当视为列出了所有子范围例如5-8、6-10、 15-25、20-30或25-30等。

在本实用新型中涉及有抛光转速的数值范围包括从较低值至较高值以五百个单位为增量且包括所述较低值和所述较高值的所有的值。例如，如果数值范围为10000 至50000，则应当视为已将所有单独的值例如10000、 10500、11000、11500……49500、50000一一列出，还应当视为列出了所有子范围例如10000-15000、 12500-20000、20000-40000或35000-50000等。

在本实用新型中涉及有材料密度的数值范围包括从较低值至较高值以0.05为单位增量且包括所述较低值和所述较高值的所有的值。例如，如果数值范围为4.3至4.7，则应当视为已将所有单独的值例如4.3、4.4……4.7一一列出，还应当视为列出了所有子范围例如4.3-4.5、4.5-4.7 或4.4-4.6等；如果数值范围为7.6-7.8，则应当视为已将所有单独的值例如7.6、7.7、7.8一一列出，还应当视为列出了所有子范围例如7.6-7.7或7.6-7.8等。

为了验证本实用新型提供的点胶头及所述点胶头的加工工艺，现选用具有不同材料型号及生产工艺的单根点胶柱的点胶头进行多次重复点胶实验，具体实验组如下：

实验组1：以白钢为原料制备含有单个圆柱形点胶柱的点胶头主体，并对所述主体外表面进行镜面抛光，洗涤干燥后，通过蒸空蒸镀的方法，在所述主体外表面镀钛合金，镀后钛合金层的厚度为2μm。所述点胶头之点胶柱高度为10mm，点胶柱第二端面直径为2mm。其中，白钢为(W18Cr4V(W18))，洛氏硬度HRC为62，冲击韧性值：60J/cm²，密度：7.8g/cm³；钛合金为(TC4： Ti-6Al-4V)，其成分具体Al(5.5-6.8％)、V(3.5-4.5％)、 Fe(0.3％)、C(0.08％)、H(0.05％)O(0.2)％，洛氏硬度HRC为95，冲击韧性值：20J/cm²，密度为4.5g/cm³。

实验组2：其与上述实验组1的区别在于：钛合金层的厚度为4μm。

实验组3：其与上述实验组1的区别在于：白钢为 (12Cr2Ni4A)，洛氏硬度HRC：30，冲击韧性值： 90(J/cm²)，密度：7.8g/cm³。

实验组4：其与上述实验组1的区别在于：钛合金为(TC17：Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr)，其成分具体Al (4.5-5.5％)、Sn(1.5-2.5％)、Mo(3.5-4.5％)、Cr (3.5-4.5％)、Zr(3.5-4.5％)、Fe(0.25％)、C(0.05％)、 N(0.05％)、H(0.012％)、O(0.08-0.13％)。O(0.2)％，洛氏硬度HRC：130，冲击韧性值：10(J/cm²)，密度： 4.5g/cm³。

对比组1:其与上述实验组1的区别在于：以白钢为原料制备点胶头主体，并将所述主体外表面洗涤干燥后，无需进行镜面抛光镀之钛合金。

对比组2:其与上述实验组1的区别在于：以白钢为原料制备含有单个圆柱形点胶柱的点胶头主体，并将所述主体外表面进行镜面抛光，洗涤干燥后进行点胶实验。其中，白钢(W18Cr4V(W18))，洛氏硬度HRC：62，冲击韧性值：60(J/cm²)，密度：7.8g/cm³。

对比组3:其与上述实验组1的区别在于：以钛合金为原料制备含有单个圆柱形点胶柱的点胶头主体，并将所述主体外表面进行镜面抛光，洗涤干燥后进行点胶实验。

实验方法：将上述工艺制得的点胶头进行点胶实验，所述胶水的粘度为8000-10000cp重复点胶操作1000 次，测定点胶头点胶前后的表面粗糙度(Ra)。

选取点胶头之点胶柱的第二端面和侧面分别测其表面粗糙度(Ra)，平行测试三次，以三次平均值计入数据表，本测试依据GB1031-1995进行测试。

表2.点胶前后点胶头表面粗糙度(Ra)

将上述6个实验方案制得的点胶头进行点胶实验，所用胶水的粘度为8000-10000cp重复点胶1000次，在基板上形成1000个胶点；在每次点胶完成后，所述胶点经过80℃烘烤5h。测试1000个胶点的直径(r)及高度(h)的标准偏差S1和S2。所述标准偏差根据公式计算:

其中，Xr：胶点直径标准值，具体地，Xr为点胶设备调试稳定后开始点胶，胶点干燥后，测试前30个胶点的直径平均值所得；Xh：胶点高度标准值，具体地，Xh为点胶设备调试稳定后开始点胶，胶点干燥后，测试前30个胶点的直径高度值。

表3.胶点标准偏差测试

实验结果显示，胶点的直径(r)和高度(h)标准偏差分布规律依赖于点胶头的表面粗糙度(Ra)。具体地，点胶头表面粗糙度(Ra)越大，其与胶液产生的表面摩擦力越大，越容易使胶液粘附到所述点胶头上，从而导致胶点的直径(r)和高度(h)标准偏差越大。而点胶头表面粗糙度(Ra)又依赖于，所述点胶头的加工工艺，比如：1)是否由基底材料(白钢)制成的主体及表面材料(钛合金)制成的表面材料(钛合金)层； 2)是否对主体表面进行镜面抛光处理；3)基底材料(白钢)与表面材料(钛合金)洛氏硬度HRC差值大小；4) 表面材料(钛合金)的镀层厚度等。

具体地，结合实验组1和对比组1实验结果，未进行镜面抛光直接镀钛合金层的点胶头点胶1000次后表面粗糙度(Ra)增大，对应胶点的直径(r)和高度(h) 标准偏差数值较大，明显偏离标准值Xr和Xh，可见镜面抛光工艺可以有效改善点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性。

结合实验组1和对比组2实验结果可知，进行镜面抛光处理，但未镀钛合金层的点胶头点胶1000次后表面粗糙度(Ra)增大，对应胶点的直径(r)和高度(h) 标准偏差数值较大，明显偏离标准值Xr和Xh，可见表面材料层(钛合金层)可有效改善点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性。

结合实验组1和对比组3实验结果可知，直接以钛合金为主体，对其表面进行处理清洗干燥后，用于点胶实验。测试结果显示，点胶前，由于钛合金韧性不足，加工工艺差，镜面抛光后，其表面较为粗糙镀值较大。点胶1000次后虽然表面粗糙度(Ra)不变，但是，胶点标准偏差较大。可见直接选用表面材料(钛合金)作为主体材料不易加工。

结合实验组1和实验组2实验结果可知，不同钛合金镀层厚度对改善点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性有一定影响但不明显，具体地，镀层越厚点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性越强。

结合实验组1和实验组3实验结果可知，洛氏硬度相对较高的白钢(洛氏硬度HRC大于50)，点胶头点胶 1000次后，表面粗糙度(Ra)较小，对应胶点的直径(r) 和高度(h)标准偏差数值较小，可见材料的洛氏硬度相对较高的基底材料更易于抛光，从而增加点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性。

结合实验组1和实验组4实验结果可知，洛氏硬度相对较高的钛合金镀层(洛氏硬度HRC大于100)点胶头点胶1000次后，表面粗糙度(Ra)较小，对应胶点的直径(r)和高度(h)标准偏差数值较小，可见洛氏硬度越高、与所述基底材料的洛氏硬度差值越大的表面材料可改善点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性。

综上所述，单独的表面材料或基底材料制备的点胶头，都不能达到很好的点胶效果，只有以基底材料为主体，并选用洛氏硬度高、与所述基底材料的洛氏硬度差值越大的表面材料镀于所述主体表面形成表面材料层才能有效改善点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性，解决现有点胶效果差的问题；镜面抛光处理可以改善点胶头表面的耐腐蚀性和耐磨性。

为了验证本实用新型提供的点胶头及点胶头的加工工艺，现选用白钢为基底材料制备主体包含两个点胶柱的点胶头，并在所述点胶头表面镀钛合金层，进行多次重复点胶实验，实验过程与上述单根点胶柱点胶头完全一致，结果相近，在此不做赘述。

与现有技术相比，本实用新型所提供的点胶头及其加工工艺，具有如下的有益效果：

(1)与现有技术相比，本实用新型所述点胶头，可以有效的解决点胶过程中由于胶水粘度或质地变化，或点胶头磨损引起的胶液粘附点胶头，从而导致点胶效果变差的问题。具体地，所述点胶头包括白钢制成的主体，所述白钢主体外表面上形成一钛合金层；其中，所述钛合金层的硬度大于白钢主体的硬度。硬度较小的白钢易于加工成型，硬度较大的钛合金不易加工，但是抗腐蚀、抗摩擦性能好，作为涂层形成于上，增加所述点胶头的耐磨性和耐腐蚀性。所述白钢主体包括一镜面抛光的外表面，从而保证镀于其上的表面材料可以均匀致密的分布，形成表面粗糙度极低的镜面钛合金层。这种表面粗糙度极低的镜面钛合金层，可以有效的解决点胶过程中引起的胶液粘附点胶头，从而导致点胶效果变差的问题。使所述点胶头的使用寿命提高两倍以上，降低经济成本。

(2)本发明的点胶头所述点胶头表面材料层的厚度为2-3μm，既可以增加材料的耐腐蚀性和耐磨性，又节约成本。

(4)本实用新型的点胶头主体包括一体成型的柱体和点胶部，便于制造和清洗。

(5)本实用新型的点胶头包括单个或两个点胶柱，所述点胶柱具有不同的形状，可满足不同的应用场景的需求。

(6)本实用新型提供一点胶设备，所述点胶设备包括所述点胶头，可有有效解决点胶效果差的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内所做的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之内。