一种基于屏蔽层机械去除设备的手动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机械去除设备的手动工具分段电镀方法。

背景技术：

手动工具是五金行业的一种分类，一般应用在特殊环境下作业，如易燃、易爆、极端恶劣条件中，属于易耗品。手动工具根据用途可分为扳手类，钳子类，螺丝刀类，卷尺类，锤子类，套筒类，切削类，剪刀类，组套类，以及辅助类如工具车等，每种类别均有不同的型号。

由于工作环境和条件的影响，手动工具的工作部位经常磨损严重，而手动工具的手柄部位也经常会因为手握时间长了或手上油湿出现滑的问题，会使人感觉到不便和不舒服，甚至出现不同程度的腐蚀，因此需要对手动工具进行电镀防护。对于手动工具，一般工作部位需要镀耐磨材料，其他如手柄部位镀防锈、防腐蚀材料，也就是一件工具上需要镀几种不同的镀层，而且在电镀其中一种镀层的时候需要屏蔽电镀手动工具基体上其他部位，这种方式被称为分段电镀。有时工具也只需要电镀一种材料，但是不同位置镀层厚度不一样，这也需要用到分段电镀。

现有技术中，电镀手动工具的绝缘屏蔽方法一般有三种：①包扎法，一般采用宽度为10～20mm、厚度为0.3～1mm的聚氯乙烯塑料膜带，在工具需要绝缘的部位自下而上的进行包扎。但是这个过程需要人工处理，人工成本高且包裹效率低，精度差。②浸涂法，电镀前在其表面涂刷一层防蚀绝缘漆，清漆涂刷完成后需要进行烘干，然后人工刮除需要电镀部分的绝缘漆，电镀完毕后还需要手工刮除其他漆面，这种方法同样存在效率低的问题。③沸腾硫化法，将手动工具加温到250℃左右，立即放入专用硫化桶中，利用手动工具本身的余热，使塑料粉粘附并随之塑化在工具上，形成一层均匀的薄膜。冷却后，将需要导电的部位用刀具刮去。这种方法需要重复多次，且人工操作多，效率低。为了避免这些弊端，探讨合适的分段电镀手动工具的制造方法就显得尤为重要。

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机械去除设备的手动工具分段电镀方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于屏蔽层机械去除设备的手动工具分段电镀方法，所述手动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；所述屏蔽层机械去除设备包括：

底座，底座上设有工件固定机构、位置调整机构、运丝机构及对刀机构；

工件固定机构包括第一驱动装置，第一驱动装置设在底座左侧，第一驱动装置用于连接所述手动工具，手动工具可通过第一驱动装置驱动旋转；

位置调整机构包括横向调整组件和竖直调整组件；横向调整组件设在底座右侧，包括可沿左右方向往复运动的工作台；竖直调整组件设在工作台，包括可沿上下方向往复运动的滑块；

运丝机构包括张紧轮、第一导轮、第二导轮、第二驱动装置、贮丝筒及刮丝；张紧轮和第一导轮装接在滑块且可通过滑块沿上下方向往复运动；第二导轮设在工作台；第二驱动装置设在工作台，贮丝筒装设在第二驱动装置上；刮丝一端经第二导轮引导后卷绕在贮丝筒内，另一端经第一导轮引导后卷绕在张紧轮，第一导轮与第二导轮之间的刮丝悬空；

对刀机构包括挡板，挡板设在工作台且位于悬空的刮丝右侧；

所述手动工具分段电镀方法包括：

1)在手动工具上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层的厚度为0.1～2.5mm；

2)将涂覆有屏蔽层的手动工具装接在工件固定机构与第一驱动机构相连，使手动工具的轴向沿左右方向布置，且手动工具的零点向右与挡板相对应；

3)通过横向调整组件带动对刀机构向手动工具行进执行对刀，确定手动工具零点的位置；结合手动工具尺寸得到手动工具各区段的位置参数；对刀成功时，悬空的刮丝应位于手动工具所有待电镀的区段的左侧；

4)结合手动工具各区段的位置参数，通过横向调整组件将悬空的刮丝定位至手动工具第一待电镀区段，然后通过竖直调整组件调整张紧轮和第一导轮的高度以调整悬空的刮丝的角度，使悬空的刮丝与手动工具的第一待电镀区段接触并对手动工具的第一待电镀区段产生不小于8°的包角；同时通过张紧轮调节刮丝的张力，使悬空的刮丝对手动工具的第一待电镀区段产生一定的压力；

5)通过第一驱动装置带动手动工具以55～65r/min的转速旋转，通过第二驱动装置带动运丝机构以0.1～0.2m/s的线速度往复运丝使刮丝以上述的包角和张力在手动工具的第一待电镀区段上来回移动，并配合横向调整组件使刮丝在手动工具的第一待电镀区段左右移动，刮除手动工具的第一待电镀区段上的屏蔽层，从而暴露第一待电镀区段；

6)将去除第一待电镀区段屏蔽层的手动工具按第一待电镀区段的电镀要求对第一待电镀区段进行电镀；

7)电镀完成后，去除手动工具上剩余的屏蔽层；

8)根据手动工具待电镀区段的数量，重复上述步骤1)～7)，依次逐个暴露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：所述工件固定机构还包括第一驱动装置支架和用于装接所述手动工具的工件固定件，该第一驱动装置支架设在底座左侧，所述第一驱动装置设在该第一驱动装置支架上；该工件固定件装设在所述第一驱动装置。

一实施例中：所述横向调整组件还包括直线驱动装置，该直线驱动装置设在底座右侧，所述工作台设在该直线驱动装置的动子上；所述竖直调整组件还包括沿上下方向布置的导轨，该导轨设在工作台，所述滑块滑动装接在该导轨上。

一实施例中：所述横向调整组件的定位精度不低于0.1μm。

一实施例中：所述运丝机构还包括转接板、导轮支架和第二驱动装置支架；该转接板设在所述滑块上，所述张紧轮和第一导轮装接在该装接板上；该导轮支架设在所述工作台，所述第二导轮设在该导轮支架上；该第二驱动装置支架设在所述工作台，所述第二驱动装置设在该第二驱动装置支架上。

一实施例中：所述第一导轮和第二导轮之间的悬空的刮丝位于垂直于左右方向的平面上。

一实施例中：所述第二驱动装置为伺服电机。

一实施例中：所述刮丝的材质为线锯丝、麻线中的一种。

一实施例中：对刀过程中，当横向调整组件在行进过程中受到的运动阻力大于横向调整组件设定的最大推力时，认为挡板与手动工具对刀成功。

一实施例中：所述屏蔽层的原料为非导电又不溶于电解液且易溶于碱性溶液的材料。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本发明可实现电镀工艺中电镀手动工具非电镀位置的屏蔽及电镀位置屏蔽层的机械去除，达到电镀屏蔽及屏蔽取消过程的机械化目的，使生产人工成本降低，效率提高，精度提高。

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为本发明的屏蔽层去除设备整体外观示意图之一。

图2为本发明的屏蔽层去除设备整体外观示意图之二，重点示出运丝机构。

图3为本发明的屏蔽层去除设备整体外观示意图之三，重点示出工件固定机构、位置调整机构和对刀机构。

图4为典型的防滑手柄的示意图。

图5为典型的内六角扳手的示意图。

附图标记：

底座10；

工件固定机构20，第一电机支架21，第一电机22，夹头23；

位置调整机构30，横向调整组件31，直线电机311，工作台312；竖直调整组件32，导轨321，滑块322；

运丝机构40，转接板41，张紧轮42，第一导轮43，导轮支架44，第二导轮45，第二电机支架46，第二电机47，贮丝筒48，刮丝49；

挡板50；

手动工具60。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面通过实施例具体说明本发明的内容：

请查阅图1至图3，为本发明采用的屏蔽层机械去除设备，包括：

底座10，底座上设有工件固定机构20、位置调整机构30、运丝机构40及对刀机构50；

工件固定机构20，包括第一电机支架21、第一电机22、夹头23；该第一电机支架21设在底座10左侧的中部；第一电机22设在第一电机支架21上；夹头23装设在第一电机22的输出轴；待电镀的手动工具60装接在夹头23，第一电机22可带动手动工具60旋转；第一电机22转速范围最好为0～100rpm并且转速可调；

位置调整机构30，包括横向调整组件31和竖直调整组件32；横向调整组件包括设在底座10右侧的定位精度为1μm的直线电机311和设在直线电机311的动子的工作台312，该工作台312可通过直线电机311沿左右方向往复运动；竖直调整组件设在该工作台312上，包括设在工作台312后部的沿上下方向布置的导轨321和滑动装接在该导轨321上的滑块322，该滑块322可通过导轨321沿上下方向往复运动；

运丝机构40，包括转接板41、张紧轮42、第一导轮43，导轮支架44、第二导轮45，第二电机支架46、第二电机47、贮丝筒48及用于刮除待电镀的手动工具60上的待电镀区段的屏蔽层的刮丝49；转接板41设在竖直调整组件的滑块322上，张紧轮42和第一导轮43上下布置地装接在转接板41上，滑块322沿导轨321上下滑动时带动转接板41、张紧轮42和第一导轮43上下滑动；导轮支架44设在工作台312的中前部，第二导轮45设在导轮支架44上；第二电机支架46设在工作台312的前部，第二电机47设在第二电机支架46上，贮丝筒48装设在第二电机47的输出轴上；刮丝49一端经第二导轮45引导后卷绕在贮丝筒48内，另一端经第一导轮43引导后卷绕在张紧轮42，第一导轮43和第二导轮45之间的刮丝49呈悬空状态，如图2(图2中的左右方向为图1和图3中的前后方向)所示，经过第一导轮43和第二导轮45对刮丝49的走向进行引导后，总的来说，第一导轮43和第二导轮45之间的悬空的刮丝49应位于垂直于左右方向的平面上，而待电镀的手动工具60装接在夹头23后手动工具60的位置应与悬空的刮丝49的位置相对应；第二电机47优选伺服电机，能够控制转动速度、转动角度、转动方向，第二电机47带动贮丝筒48收放刮丝以实现在第一导轮43和第二导轮45之间往复运丝；刮丝49的材质应足够粗糙，例如为线锯丝、麻线等；

对刀机构，包括挡板50，挡板50设在工作台312的中部，位于导轨321和导轮支架44之间，且挡板50应位于悬空的刮丝49的右侧；待电镀的手动工具60位置与挡板50位置相对应，通过横向调整组件带动挡板50向手动工具60行进以执行对刀，而且手动工具60与挡板50对刀成功时，刮丝49的位置应位于手动工具60所有待电镀区段的左侧。

本实施例之中，手动工具60以防滑手柄和内六角扳手为例。典型的防滑手柄如图4所示，以箭头所指的A点作为防滑手柄的零点，沿防滑手柄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。本发明对该防滑手柄进行分段电镀的方法如下：

1)在防滑手柄上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层应为非导电又不溶于电解液且易溶于碱性溶液的材料，屏蔽层的原料最好为液态，例如碱溶性树脂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，在防滑手柄上均匀涂覆液态的碱溶性树脂，然后将树脂烘干；反复多次涂覆、烘干，直到防滑手柄表面均匀覆盖足够厚度的屏蔽层，以不导电为准，典型的屏蔽层的厚度应在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；

2)通过工件固定机构的夹头23装夹覆盖有屏蔽层的待电镀的防滑手柄，使防滑手柄的轴向沿左右方向(图1和图3中的左右方向)布置，且防滑手柄的零点即A点向右与挡板50相对；

3)通过横向调整组件带动对刀机构向防滑手柄的A点行进(图1和图3中为由右向左行进)，执行对刀过程、横向调整组件的直线电机311最大推力设定为0.1N；当挡板50行进至与防滑手柄的A点接触后，防滑手柄对挡板50产生阻力，直线电机311的动子前进受阻，当动子行进过程中受到的运动阻力大于0.1N时，认为挡板50与防滑手柄的A点对刀成功，以此确定防滑手柄零点A点的位置；再结合防滑手柄尺寸，可以得到防滑手柄待电镀的B、C两区段的位置参数；对刀成功时，悬空的刮丝49的位置应位于防滑手柄待电镀的B、C两区段的左侧；

4)通过横向调整组件反向运动(图1和图3中为由左向右行进)，结合防滑手柄的B段的位置参数，将刮丝49定位至防滑手柄的B段；通过竖直调整组件调整张紧轮42和第一导轮43的高度以调整刮丝49的角度，使刮丝49与防滑手柄60的B段接触并产生不小于10°的包角，同时通过张紧轮42调节刮丝49的张力，使刮丝对17防滑手柄的B段产生一定的压力，该压力可以根据屏蔽层的硬度和防滑手柄的硬度适当调节，以刚好能刮除屏蔽层又不伤害防滑手柄表面为准；

5)通过第一电机22带动防滑手柄以60r/min的转速旋转，通过第二电机47带动运丝机构以0.1m/s的线速度往复运丝，使刮丝49以上述的包角和张力在防滑手柄的B段上来回移动，并配合横向调整组件使刮丝49在防滑手柄的B段左右移动，刮除防滑手柄的B段上的屏蔽层，从而暴露防滑手柄的B段；

6)将去除B段屏蔽层的防滑手柄装夹在电镀夹具，放入电镀液中按B段的电镀工艺要求进行金属铬的电镀；由于B段的屏蔽层被刮除，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；

7)电镀完成后，将防滑手柄浸入碱性溶液10％的NaOH溶液中，去除剩余的屏蔽层，清洗干净。即完成对防滑手柄的B段的电镀。

8)重复上述步骤1)～7)，在防滑手柄表面涂覆屏蔽层后，去除防滑手柄的C段的屏蔽层；再对C段按C段的电镀工艺要求进电镀，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；然后将电镀后的防滑手柄浸入碱性溶液中去除剩余的屏蔽层，清洗干净，即完成防滑手柄B、C两区段不同电镀工艺的分段电镀。

典型的内六角扳手如图5所示，以箭头所指的A₁或者A₂点作为内六角扳手的零点，沿内六角扳手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B₁、C₁、B₂、C₂区段需要电镀且电镀要求各不相同。本发明对该内六角扳手进行分段电镀的方法如下：

1)在内六角扳手上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层应为非导电又不溶于电解液且易溶于碱性溶液的材料，屏蔽层的原料最好为液态，例如碱溶性树脂如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161等，在内六角扳手上均匀涂覆液态的碱溶性树脂，然后将树脂烘干；反复多次涂覆、烘干，直到内六角扳手表面均匀覆盖足够厚度的屏蔽层，以不导电为准，典型的屏蔽层的厚度应在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；

2)通过工件固定机构的夹头23装夹覆盖有屏蔽层的待电镀的内六角扳手，使内六角扳手的轴向沿左右方向(图1和图3中的左右方向)布置，且内六角扳手的零点即A₁点向右与挡板50相对；

3)通过横向调整组件带动对刀机构向内六角扳手的A₁点行进(图1和图3中为由右向左行进)，执行对刀过程、横向调整组件的直线电机311最大推力设定为0.1N；当挡板50行进至与内六角扳手的A₁点接触后，内六角扳手对挡板50产生阻力，直线电机311的动子前进受阻，当动子行进过程中受到的运动阻力大于0.1N时，认为挡板50与内六角扳手的A₁点对刀成功，以此确定内六角扳手零点A₁点的位置；再结合内六角扳手尺寸，可以得到内六角扳手待电镀的B₁、C₁两区段的位置参数；对刀成功时，悬空的刮丝49的位置应位于内六角扳手待电镀的B₁、C₁两区段的左侧；

4)通过横向调整组件反向运动(图1和图3中为由左向右行进)，结合内六角扳手的B₁段的位置参数，将刮丝49定位至内六角扳手的B₁段；通过竖直调整组件调整张紧轮42和第一导轮43的高度以调整刮丝49的角度，使刮丝49与内六角扳手的B₁段接触并产生不小于10°的包角，同时通过张紧轮42调节刮丝49的张力，使刮丝对17内六角扳手的B₁段产生一定的压力，该压力可以根据屏蔽层的硬度和内六角扳手的硬度适当调节，以刚好能刮除屏蔽层又不伤害内六角扳手表面为准；

5)通过第一电机22带动内六角扳手以60r/min的转速旋转，通过第二电机47带动运丝机构以0.1m/s的线速度往复运丝，使刮丝49以上述的包角和张力在内六角扳手的B₁段上来回移动，并配合横向调整组件使刮丝49在内六角扳手的B₁段左右移动，刮除内六角扳手的B段上的屏蔽层，从而暴露内六角扳手的B₁段；

6)将去除B₁段屏蔽层的内六角扳手装夹在电镀夹具，放入电镀液中按B₁段的电镀工艺要求进行金属镍的电镀；由于B₁段的屏蔽层被刮除，因此可以电镀；而C₁段等其他区段还有屏蔽层的保护，不会被电镀；

7)电镀完成后，将内六角扳手浸入碱性溶液10％的NaOH溶液中，去除剩余的屏蔽层，清洗干净。即完成对内六角扳手的B₁段的电镀。

8)重复上述步骤1)～7)，在内六角扳手表面涂覆屏蔽层后，去除内六角扳手的C₁段的屏蔽层；再对C₁段按C₁段的电镀工艺要求进行金属锌的电镀，此时由于屏蔽层的保护，除C₁段外的其余区段(包括已电镀的B₁段以及B₂和C₂段)不会被电镀；然后将电镀后的内六角扳手浸入碱性溶液中去除剩余的屏蔽层，清洗干净，即完成内六角扳手B₁、C₁两区段不同电镀工艺的分段电镀。

9)重复上述步骤，以A₂点为零点，完成对内六角扳手B₂、C₂两区段的分段电镀。

此外，本领域技术人员可知，按照本发明的方法可以实现不同区段相同电镀工艺不同厚度的分段电镀，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。