一种适用于分段电镀的屏蔽层去除设备的制作方法

本实用新型属于电镀技术领域，具体涉及一种适用于分段电镀的屏蔽层去除设备。

背景技术：

随着磨削电镀工艺的发展，由于产品表面的各种要求，因此有时需要一个工件上电镀多种镀层材料，而且在电镀其中一种镀层的时候需要屏蔽工件上其他部位，这种方式也被称为分段电镀。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。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CN 102797022A专利中所述的工件电镀过程中工件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CN 103111944 A专利中所述的工件电镀过程中工件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工件上的，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。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种适用于分段电镀的屏蔽层去除设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于分段电镀的屏蔽层去除设备，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，第一驱动装置用于装接待电镀的工件；

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，工件的位置与悬空的刮丝的位置相对应；

对刀机构包括挡板，挡板设在工作台的中部，挡板位于悬空的刮丝右侧且与工件的位置相对应；

通过横向调整组件带动对刀机构向装接在第一驱动装置的覆盖有屏蔽层的工件行进以执行对刀；通过横向调整组件带动运丝机构将刮丝定位至工件待电镀部位，通过竖直调整组件调整张紧轮和第一导轮的高度以调整刮丝的角度并使第一导轮和第二导轮之间的悬空的刮丝对工件待电镀部位产生包角，通过张紧轮调节刮丝的张力；然后通过第一驱动装置带动工件旋转，通过第二驱动装置带动运丝机构往复运丝，并配合横向调整组件带动刮丝在工件待电镀部位左右移动以刮除工件待电镀部位上的屏蔽层。

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工件的工件固定件(例如为夹头)，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；所述第一驱动装置例如为第一电机，转速范围例如为0～100rpm且转速可调。

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；所述直线驱动装置例如为直线电机，定位精度最好不低于1μm。

一实施例中：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，能够控制转动速度、转动角度、转动方向。

一实施例中：所述刮丝的材质应足够粗糙，例如为线锯丝、麻线中的一种。

一实施例中：在对刀成功时，所述第一导轮和第二导轮之间的悬空的刮丝的位置位于工件所有待电镀部位的左侧。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本实用新型的适用于分段电镀的屏蔽层去除设备，能够实现高精度、高效率地去除工件表面的屏蔽层，不损伤工件，不影响工件的性能和精度；配合树脂类可被刮除和溶解去除的屏蔽层，可以实现精确的分段电镀。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的适用于分段电镀的屏蔽层去除设备整体外观示意图之一。

图2为本实用新型的适用于分段电镀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为本实用新型的适用于分段电镀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为典型的金刚石磨头的形状轮廓示意图。

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；

工件60。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

下面通过实施例具体说明本实用新型的内容：

请查阅图1至图3，一种适用于分段电镀的屏蔽层去除设备，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；待电镀的工件60装接在夹头23，第一电机22可带动工件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工件60上的待电镀部位的屏蔽层的刮丝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，而待电镀的工件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；待电镀的工件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向工件60行进以执行对刀，而且工件60与挡板50对刀成功时，刮丝49的位置应位于工件60所有待电镀部位的左侧。

本实用新型的屏蔽层去除设备尤其适用于需要分段电镀的工件60，该类工件60沿其轴向分为若干区段，每个区段均为回转体，各区段之间的直径可以相同或不同，但各区段的电镀要求不同。这样的工件60例如可以为磨头、防滑手柄、开孔器、砂轮、手动工具等，并不以此为限。

在进行分段电镀之前，先将待电镀的工件60整体覆盖上屏蔽层，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。将工件60反复在屏蔽层原料液体中浸蘸、固化，直到工件60表面均匀覆盖一定厚度的屏蔽层，典型的屏蔽层的厚度应在0.1～2mm。然后采用本实用新型的设备去除待电镀部位的屏蔽层的方法如下：

a)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工件60，使工件60的轴向沿左右方向(图1和图3中的左右方向)布置；

b)通过横向调整组件带动对刀机构向工件60行进(图1和图3中为由右向左行进)，执行对刀过程，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50与工件60对刀成功，以此确定工件60零点；再结合工件60尺寸，可以得到工件60各区段的位置参数；对刀成功时，悬空的刮丝49的位置应位于工件60所有待电镀部位的左侧；

c)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)，将刮丝49定位至工件60待电镀部位，即需要去除屏蔽层的部位，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，使第一导轮43和第二导轮45之间的悬空的刮丝49逐渐与工件60上待电镀部位接触并产生一定的包角，包角最好不小于10°，同时通过张紧轮42调节刮丝49的张力，使刮丝49对工件60产生一定的压力，该压力可以根据屏蔽层的硬度和工件的硬度适当调节，以刚好能刮除屏蔽层又不伤害工件头表面为准，便于将屏蔽层刮除干净；

d)通过第一电机22带动工件60旋转，通过第二电机47带动运丝机构往复运丝，使刮丝49以上述的包角和张力在工件60待电镀部位上来回移动，并配合横向调整组件使刮丝49在待电镀部位左右移动，刮除工件60待电镀部位上的屏蔽层。

随后，对工件60进行电镀，待电镀部位的屏蔽层已被刮除，可以电镀；其余部位有屏蔽层的保护，不会被电镀。电镀完成后，将工件60浸入碱性溶液中，去除剩余的屏蔽层，清洗干净即可。

若需要分段电镀，则可再次将在工件60表面涂覆屏蔽层，重复上述步骤，即可实现分段电镀。

为了更清楚地阐述利用本实用新型的设备进行分段电镀的方法，现以磨头为例说明，典型的磨头如图4所示，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。对该磨头进行分段电镀的方法如下：

1)在磨头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，直到磨头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；

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磨头，使磨头的轴向沿左右方向(图1和图3中的左右方向)布置，且磨头的零点即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磨头的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行进至与磨头A点接触后，磨头对挡板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与磨头A点对刀成功，以此确定磨头零点A点的位置；再结合磨头尺寸，可以得到磨头待电镀的B、C两区段的位置参数；对刀成功时，悬空的刮丝49的位置应位于磨头待电镀的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)，结合磨头B段的位置参数，将刮丝49定位至磨头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与磨头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磨头B段产生一定的压力，该压力可以根据屏蔽层的硬度和磨头的硬度适当调节，以刚好能刮除屏蔽层又不伤害磨头表面为准；

5)通过第一电机22带动磨头以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磨头B段上来回移动，并配合横向调整组件使刮丝49在磨头B段左右移动，刮除磨头B段上的屏蔽层；

6)将去除B段屏蔽层的磨头装夹在电镀夹具，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，将磨头浸入碱性溶液中，去除剩余的屏蔽层，清洗干净。即完成对磨头B段的电镀。

8)重复上述步骤1)～7)，在磨头表面涂覆屏蔽层后，去除磨头C段的屏蔽层；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。

本领域技术人员可知，利用本实用新型可以实现不同区段相同电镀工艺不同厚度的分段电镀，以及不同区段不同电镀工艺的分段电镀，在此不加以详细赘述。

此外，需要特别说明的是，本实施例之中，竖直调整组件32设在工作台312后部，导轮支架44设在工作台312的中前部，第二电机支架46设在工作台312的前部，但本领域技术人员可知，若将竖直调整组件32设在工作台312前部，导轮支架44设在工作台312的中后部，第二电机支架46设在工作台312的后部，同样可以实现本实用新型的技术效果。即将本实用新型的设备进行位置调整或是镜像翻转后，只要能产生悬空的刮丝并与工件对应，就能够实现同样的技术效果，因而这些技术方案也应属于本实用新型的保护范围之内。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。