一種基于屏蔽層化學取消自動化生產線的電鍍磨粒工具分段電鍍方法與流程

本發明屬于電鍍
技術領域：
，具體涉及一種基于屏蔽層化學取消自動化生產線的電鍍磨粒工具分段電鍍方法。
背景技術：
：電鍍磨粒工具例如磨頭、砂輪、鉆頭、開孔器等等，由于工作的要求，一般在工作部位需要電鍍金剛石或其他磨粒增加其切削性能、耐磨性能等，而其他部位需要電鍍保護性鍍層等增加其耐磨性能、耐腐蝕性能等，這就需要一個工件上電鍍多種鍍層材料，或者是同種鍍層材料電鍍不同厚度，這種方式被稱為分段電鍍。在分段電鍍其中一種鍍層的時候需要屏蔽電鍍磨粒工具上其他部位，分段電鍍工具常用的制造方法是用塑料薄膜等絕緣材料包裹整個工件，再手工去除部分屏蔽層，裸露出待電鍍部分，然后用特定的工藝進行電鍍。目前生產中，該過程大部分由手工完成，人工成本高且包裹效率低，精度差。也可以使用激光灼燒去除的方法，但是激光去除容易損傷工件表面，導致零件性能惡化和精度降低。若采用粘貼不干膠PVC紙的方法，粘貼時需要先對不干膠PVC紙進行裁剪，再手動粘貼，電鍍完畢后，還需要將貼紙去除，但難以去除干凈，效率很低；而采用刷涂清漆的方法，清漆涂刷完成后需要進行烘干，電鍍完畢后還需要手工刮除漆面，同樣存在效率低的問題。用電鍍保護夾具的辦法，不能實現復雜形狀和平面的屏蔽，而且由于電鍍過的表面上存在磨粒，而不容易用夾具屏蔽，所以不能實現分段電鍍。為了避免這些弊端，探討適用于工件電鍍屏蔽層的去除方法就顯得尤為重要。例如CN102797022A專利中所述的磨頭電鍍過程中磨頭表面的屏蔽方法是采用不溶于水、不溶于弱酸液體的絕緣涂料做屏蔽層，但是這種方法在屏蔽層取消的時候采用人工取消，精度低，效率低，成品率不高。另外CN103111944A專利中所述的磨頭電鍍過程中磨頭表面的屏蔽層的去除方法是使用有機溶劑作為褪膠溶劑浸泡用塑料薄膜包裹有屏蔽用的電鍍磨頭，屏蔽用塑料薄膜在褪膠溶劑中溶脹或溶解從而實現屏蔽層的去除，但是該過程中塑料薄膜是人工纏在磨頭上的，這種方法得到的屏蔽層不均勻，不同位置去除時間不同，效率低。又如CN104213161A專利中所述的電鍍砂輪電鍍過程中電鍍砂輪非電鍍表面的屏蔽方法是采用電鍍保護夾具，可實現對多片電鍍砂輪的非電鍍面同時進行遮蓋，以及多片砂輪的同時電鍍，能夠有效提高非電鍍面遮蓋的作業效率和電鍍作業效率。但是這種方法不能實現復雜形狀和平面的屏蔽，而且由于電鍍過的表面上存在磨粒，而不容易用夾具屏蔽，所以不能實現分段電鍍。CN102586843A專利中所述的電鍍鉆頭電鍍過程中非電鍍面的屏蔽方法是采用模具和絕緣包扎的辦法，但是這種方法在屏蔽層取消的時候采用人工取消，而且其中模具的使用很有局限性，所以這種方法精度低，效率低，成品率不高。另外CN101570876A專利中所述的電鍍鉆頭電鍍過程中非電鍍面的屏蔽方法是采用導電夾具夾持的辦法，這種方法也不能實現分段電鍍。技術實現要素：本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種基于屏蔽層化學取消自動化生產線的電鍍磨粒工具分段電鍍方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于屏蔽層化學取消自動化生產線的電鍍磨粒工具分段電鍍方法，所述電鍍磨粒工具沿其軸向分為若干區段，每個區段為直徑相同或不同的回轉體，至少兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同；所述自動化生產線包括：機架，機架上設有多工位輸送設備和屏蔽取消設備；其中，多工位輸送設備包括：回轉輸送機構，設在機架，包括環形的轉臺，轉臺上周向間隔地設有若干夾持裝置，夾持裝置包括同軸連接的第一摩擦輪和夾持件；U型架，滑動裝接在機架，U型架平行于轉臺徑線布置且可在機架上沿平行于轉臺徑線的方向往復運動；U型架的兩端對稱布置有第一轉盤機構和第二轉盤機構，第一轉盤機構包括第一轉盤，第二轉盤機構包括第二轉盤，第一轉盤和第二轉盤相對布置，二者周緣都設有若干夾具，第一轉盤和第二轉盤各自的部分夾具的位置與轉臺的位置相對應；通過U型架在機架上滑動以調節第一轉盤機構/第二轉盤機構至轉臺的距離；摩擦傳動機構，包括彈性件和用于與任一個第一摩擦輪相配合以實現摩擦傳動的第二摩擦輪，彈性件設在機架，第二摩擦輪與彈性件相連；屏蔽取消設備與第一轉盤機構、第二轉盤機構圍繞轉臺呈類品字形排布，所述摩擦傳動機構位于轉臺與屏蔽取消設備之間；屏蔽取消設備包括：位置調整機構，設在機架，包括可沿X軸方向往復運動的工作臺；光固化機構，包括照射頭，照射頭設在工作臺；轉臺的位置與照射頭的位置相對應；對刀機構，包括擋板，擋板設在工作臺，擋板位于照射頭的遠離轉臺的一側；所述電鍍磨粒工具分段電鍍方法包括：1)在電鍍磨粒工具上均勻涂覆光敏屏蔽層，光敏屏蔽層的厚度為0.1～2mm；2)將涂覆有光敏屏蔽層的一批電鍍磨粒工具分別安裝在第一轉盤的若干夾具上，此處為第一工位；3)U型架帶動第一轉盤靠近轉臺，轉臺上的夾持件夾緊第一轉盤上位置對應的夾具上的電鍍磨粒工具；轉臺轉動，夾持件帶著電鍍磨粒工具脫離夾具并轉到屏蔽取消設備，即到達第二工位，在第二工位的電鍍磨粒工具的軸向沿X軸方向布置，且電鍍磨粒工具的零點與擋板相對；而且，在夾持件帶著電鍍磨粒工具脫離夾具到達第二工位后，轉臺上的下一個夾持件經轉動對準第一轉盤；且第一轉盤上的下一個夾具及其夾持的電鍍磨粒工具轉動到與該下一個夾持件相應的位置，以此持續地將電鍍磨粒工具從第一轉盤轉移到夾持件；4)通過位置調整機構帶動對刀機構向電鍍磨粒工具行進執行對刀，確定電鍍磨粒工具零點位置；結合電鍍磨粒工具尺寸得到電鍍磨粒工具各區段的位置參數；對刀成功時，照射頭的位置應比電鍍磨粒工具所有待電鍍區段更靠近轉臺；5)結合電鍍磨粒工具第一待電鍍區段的位置參數，根據光敏屏蔽層為正光阻或負光阻，通過位置調整機構將照射頭定位至電鍍磨粒工具第一待電鍍區段或除第一待電鍍區段之外的其他不需要電鍍區段，且照射頭與電鍍磨粒工具的距離為8～12mm；6)通過摩擦傳動機構帶動處于第二工位上的夾持件和電鍍磨粒工具轉動，開啟照射頭，對電鍍磨粒工具第一待電鍍區段或其他不需要電鍍區段的光敏屏蔽層進行照射；7)U型架帶動第二轉盤靠近轉臺，轉臺轉動，將在第二工位的夾持件及其上的電鍍磨粒工具轉動到對應第二轉盤的位置，并將該電鍍磨粒工具裝夾在第二轉盤的夾具上；然后夾持件松開，U型架帶動第二轉盤及電鍍磨粒工具遠離夾持件，即到達第三工位；而且，在第二轉盤帶走電鍍磨粒工具后，第二轉盤上的下一個夾具轉動到與轉臺上夾持件相應的位置，以此持續地將電鍍磨粒工具從夾持件轉移到第二轉盤；8)重復以上步驟3)～7)直至完成一批電鍍磨粒工具在屏蔽取消設備的加工，并被轉移到第二轉盤的夾具上；9)將第二轉盤上的電鍍磨粒工具浸入顯影液，除去電鍍磨粒工具第一待電鍍區段的屏蔽層，暴露電鍍磨粒工具第一待電鍍區段；10)將暴露第一待電鍍區段的電鍍磨粒工具按第一待電鍍區段的電鍍要求進行電鍍；電鍍完成后，用剝離液去除電鍍磨粒工具上剩余的屏蔽層；11)根據電鍍磨粒工具待電鍍區段的數量，重復上述步驟1)～10)，依次逐個暴露電鍍磨粒工具的各待電鍍區段并分別按照各區段的不同電鍍要求進行電鍍，從而實現分段電鍍。一實施例中：所述回轉輸送機構還包括第一驅動裝置和滑環，該第一驅動裝置設在機架并傳動連接轉臺且可帶動轉臺沿其環心轉動；該滑環設在轉臺中央；所述夾持件為氣動夾頭，該些氣動夾頭的通氣管由該滑環引出。一實施例中：所述U型架上設有齒條；所述機架上設有第二驅動裝置，該第二驅動裝置傳動連接有齒輪，齒輪與所述齒條適配嚙合，通過第二驅動裝置驅動齒輪轉動并與齒條相互配合以帶動U型架在機架上滑動。一實施例中：所述第一轉盤機構還包括第三驅動裝置，所述第二轉盤機構還包括第四驅動裝置，該第三驅動裝置和第四驅動裝置分別設在所述U型架的兩端，該第三驅動裝置傳動連接所述第一轉盤并可帶動該第一轉盤轉動，該第四驅動裝置傳動連接所述第二轉盤且可帶動該第二轉盤轉動。一實施例中：所述第一轉盤的轉動軸線，第二轉盤的轉動軸線及夾持件的軸線位于同一水平面。一實施例中：所述摩擦傳動機構還包括第五驅動裝置，該第五驅動裝置設在彈性件并傳動連接所述第二摩擦輪且可帶動該第二摩擦輪轉動。一實施例中：所述位置調整機構還包括直線驅動裝置，該直線驅動裝置設在機架，所述工作臺設在該直線驅動裝置的動子上。一實施例中：所述光固化機構還包括照射頭固定件；該照射頭固定件設在所述工作臺，所述照射頭裝接在該照射頭固定件。一實施例中：所述電鍍磨粒工具的直徑范圍為2～12mm。一實施例中：所述照射頭的光斑為線型，尺寸為2～4mm×14～18mm；所述步驟4)中，照射時間為40～60s。本技術方案與
背景技術：
相比，它具有如下優點：本發明可實現電鍍電鍍磨粒工具電鍍工藝中屏蔽層的去除，以及電鍍電鍍磨粒工具的安裝、拆卸和收集過程的自動化，減小了工人的勞動量，降低生產成本，提高電鍍精度。附圖說明下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1為本發明的自動化生產線的立體分解示意圖之一。圖2為本發明的自動化生產線的整體外觀示意圖之一。圖3為本發明的自動化生產線的立體分解示意圖之二，重點示出回轉輸送機構、摩擦傳動機構和屏蔽取消設備。圖4為本發明的自動化生產線的整體外觀示意圖之二，重點示出回轉輸送機構、摩擦傳動機構和屏蔽取消設備。圖5為本發明的U型架及其附屬、第一轉盤機構和第二轉盤機構的示意圖。圖6為本發明的自動化生產線的俯視示意圖。圖7為本發明采用的電氣液組合滑環示意圖。圖8為本發明的電鍍磨粒工具在彈性的夾具上拆裝示意圖。圖9為本發明的夾具示意圖。圖10為本發明的摩擦傳動機構與夾持裝置的配合傳動示意圖。圖11為本發明的屏蔽取消設備整體外觀示意圖。圖12為本發明屏蔽取消設備俯視示意圖。圖13為典型的磨頭的示意圖。圖14為不同厚度屏蔽層在80℃下所需表干時間的測試結果。圖15為屏蔽層厚度相同的情況下，不同紫外固化時間后的顯影效果。圖16為不同濃度的顯影液的顯影效果。圖17為不同厚度屏蔽層的顯影效果。圖18為典型的砂輪的示意圖。圖19為典型的鉆頭的示意圖。圖20為典型的開孔器的示意圖。附圖標記：機架10；回轉輸送機構20，第一電機21，轉臺22，氣動夾頭23，第一摩擦輪24，電氣液組合滑環25；U型架30，第二電機31，齒條32，齒輪33；第一轉盤機構40，第一轉盤41，第三電機42，第一轉盤上的夾具43；第二轉盤機構50，第二轉盤51，第四電機52，第二轉盤上的夾具53；屏蔽取消設備60；位置調整機構61，直線電機611，工作臺612；光固化機構62，夾具621，紫外線照射頭622；擋板63；摩擦傳動機構70，第五電機71，彈簧72，第二摩擦輪73；電鍍磨粒工具/磨頭/砂輪/鉆頭/開孔器80。具體實施方式下面通過實施例具體說明本發明的內容：請查閱圖1至圖13，為本發明采用的屏蔽層化學取消自動化生產線，包括機架10，機架10上設有多工位輸送設備和屏蔽取消設備60；其中，多工位輸送設備包括：回轉輸送機構20，包括第一電機21、中空環形的轉臺22和四個夾持裝置；第一電機21和轉臺22均設在機架10，第一電機21可驅動轉臺22在機架10上沿轉臺22的環心轉動，轉速在0～100rpm內可調；夾持裝置包括同軸連接的氣動夾頭23和第一摩擦輪24；氣動夾頭23用于夾持待加工的電鍍磨粒工具80；四個夾持裝置的四個氣動夾頭23通過軸承裝配在轉臺22并周向均勻間隔布置在轉臺22外，四個第一摩擦輪24位于轉臺22內部，四個氣動夾頭23到轉臺22中心的距離相等且相互之間呈90°夾角，四個第一摩擦輪24到轉臺22中心的距離也相等且相互之間也呈90°夾角，轉臺22轉動時可帶動四個夾持裝置隨之轉動；轉臺22中央還設有電氣液組合滑環25，四個氣動夾頭23的通氣管由該電氣液組合滑環25引出。U型架30，通過水平的導軌滑動裝接在機架10并沿Y軸方向平行于轉臺22徑線布置；本實施例之中，U型架30通過齒輪齒條傳動機構帶動以在機架10上沿Y軸方向往復滑動，具體的，請查閱圖5，在U型架30的橫梁上設有齒條32；機架10上設有第二電機31，轉速在0～100rpm內可調，該第二電機31的輸出軸與齒輪33相連，齒輪33與所述齒條32適配嚙合，通過第二電機31驅動齒輪33轉動并與齒條32相互配合以帶動U型架30在機架10上滑動。當然，U型架30也可以通過常見的滾珠絲桿等傳動機構帶動以在機架10上滑動。U型架30的兩端對稱布置有第一轉盤機構40和第二轉盤機構50，第一轉盤機構40包括第三電機42和第一轉盤41，第二轉盤機構50包括第四電機52和第二轉盤51；第三電機42和第四電機52分別設在U型架30兩端的豎直部分的頂端且相對布置，優選伺服電機，轉速在0～100rpm內可調；第一轉盤41和第二轉盤51豎直布置，盤面相對，二者周緣都設有若干由橡膠等材質制成的彈性夾具43/53，具有一定彈性形變性，用于夾持待加工的電鍍磨粒工具80，如圖8和圖9所示；第一轉盤41的盤心可拆裝的裝接在第三電機42的輸出軸且可通過第三電機42帶動轉動，第二轉盤51的盤心可拆裝的裝接在第四電機52的輸出軸且可通過第四電機52帶動轉動；第一轉盤41的轉動軸線(即過盤心且垂直于盤面的中心軸線)、第二轉盤51的轉動軸線(即過盤心且垂直于盤面的中心軸線)與四個氣動夾頭23的軸線位于同一水平面(XY平面)上；因此，位于第一轉盤41和第二轉盤51的轉動軸線相同高度且靠近轉臺22一側的夾具43/53的位置分別與轉臺22的位置相對應，且氣動夾頭23在轉臺22的帶動下可以與該些夾具43/53相對應；通過U型架30在機架10上滑動調節第一轉盤41/第二轉盤51至轉臺22的距離，可以使第一轉盤41/第二轉盤51上位置與氣動夾頭23相對應的夾具43/53靠近氣動夾頭23，便于完成電鍍磨粒工具80在夾具43/53與氣動夾頭23間的轉移。而且，隨著第一轉盤41和第二轉盤51的轉動，每個夾具43/53都可以轉動到與氣動夾頭23相對應的位置，便于連續的進行電鍍磨粒工具80的轉移。摩擦傳動機構70，包括彈簧72、第五電機71和第二摩擦輪73，彈簧72豎直布置，其下端設在機架10上，第五電機71裝接在彈簧72上端，第五電機71的輸出軸與第二摩擦輪73相連，轉速在0～100rpm內可調；第二摩擦輪73的位置正好位于轉臺23內四個第一摩擦輪24所在的回轉面的下方，第二摩擦輪73與任一個第一摩擦輪24均可相互配合實現摩擦傳動。具體的，當轉臺22帶動其中一個夾持裝置轉到與摩擦傳動機構70相應的位置時，第二摩擦輪73與該夾持裝置的第一摩擦輪24正好相切，在第五電機71的帶動下，第二摩擦輪73作為主動輪轉動，并帶動該第一摩擦輪24作為從動輪轉動，從而可以帶動該夾持裝置上的氣動夾頭23轉動，氣動夾頭23夾持的電鍍磨粒工具80也隨之轉動，如圖10所示。而此時其他三個夾持裝置上的第一摩擦輪24未與第二摩擦輪73接觸，因而其他三個夾持裝置的氣動夾頭23不會轉動。本實施例之中，采用氣動夾頭23通過第五電機71和摩擦傳動帶動運轉的方式，僅由一臺電機即可提供動力，設備結構得到簡化，同時，彈簧72可為摩擦傳動提供穩定的壓力，并在第一摩擦輪24和第二摩擦輪73磨損后起到磨損補償的作用。屏蔽取消設備60與第一轉盤機構40、第二轉盤機構50圍繞轉臺22呈類品字形排布，所述摩擦傳動機構70位于轉臺22與屏蔽取消設備60之間，由摩擦傳動機構70帶動的氣動夾頭23正好對準屏蔽取消設備60；如圖11和圖12所示，屏蔽取消設備60包括：位置調整機構61，包括設在底座10的定位精度為1μm的直線電機611和設在直線電機611的動子的工作臺612，該工作臺612可通過直線電機611沿X軸方向往復運動(注：本實施例之中，X軸、Y軸和Z軸方向兩兩垂直)；光固化機構62，包括L型的夾具621和紫外線照射頭622；夾具621設在工作臺612，紫外線照射頭622裝接在夾具621，紫外線照射頭622的高度應與轉臺22相對應，氣動夾頭23在轉臺22的帶動下可以轉到與該紫外線照射頭622相應的位置以使得氣動夾頭23上的電鍍磨粒工具80能夠與該紫外線照射頭622相對應，紫外線照射頭622可以位于該氣動夾頭23在Y軸方向上的兩側中的任意一側，且當氣動夾頭23上的電鍍磨粒工具80與紫外線照射頭622在Y軸方向上并排時，紫外線照射頭42的鏡面與電鍍磨粒工具80的最佳距離為10mm，使得紫外線照射頭622發生的光斑能夠對準電鍍磨粒工具80照射，光斑最好為線型，尺寸以3mm×16mm為宜；對刀機構，包括擋板63，擋板63設在工作臺612，擋板63應位于紫外線照射頭622遠離轉臺22的一側，氣動夾頭23在轉臺22的帶動下可以與擋板63的位置相對應。通過位置調整機構61帶動擋板63向該氣動夾頭23行進以執行對刀，至擋板63與該氣動夾頭23上夾持的電鍍磨粒工具80接觸時，對刀成功，此時紫外線照射頭622的位置應比電鍍磨粒工具80更靠近轉臺22。本發明的自動化生產線中，第一轉盤機構40、第二轉盤機構50及屏蔽取消設備60三者圍繞轉臺22構成三個工位，通過回轉輸送機構20實現待加工電鍍磨粒工具80在三個工位之間的轉移和流水線加工。三個工位的順序可以隨意調整，下面以第一轉盤機構40作為第一工位，屏蔽取消設備60作為第二工位，第二轉盤機構50作為第三工位為例具體說明。同時，為方便說明，將四個氣動夾頭23編號為23-1、23-2、23-3和23-4(如圖6)；將第一轉盤/第二轉盤的夾具依順序編號為43-1/53-1、43-2/53-2、43-3/53-3……，將夾具上裝夾的電鍍磨粒工具相對應地編號為80-1、80-2、80-3……(如圖8，僅示出部分)。上述編號和指定僅為便于說明工作原理，并不以此作為區分。本實施例之中，電鍍磨粒工具80以磨頭、砂輪、鉆頭和開孔器為例。典型的磨頭如圖13所示，直徑為3～10mm，以箭頭所指的A點作為磨頭的零點，沿磨頭的軸向分為若干區段，至少有B、C、D三個區段，每個區段為直徑相同或不同的回轉體，其中B、C兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同。本發明對該磨頭進行分段電鍍的方法如下：1)先將磨頭80在超聲波清洗機清洗5min，風干；然后用毛刷浸蘸堿溶性光敏樹脂液體，如堿溶性改性環氧丙烯酸樹脂WDS-1161(市售，365nm紫外光固化，耐酸，不耐堿，粘度(Pa.s)：10-38)等，該堿溶性光敏樹脂液體干燥后形成屏蔽層，可溶于顯影液如弱堿溶液；但若屏蔽層經紫外線照射后固化，則不溶于顯影液，可溶于剝離液如強堿溶液。在磨頭80的主要電鍍部位上反復涂覆該堿溶性光敏樹脂液體，并用步進電機帶動磨頭80轉動，轉速為150r/min；然后在烘干機中，用電機帶動磨頭80旋轉表干40min(即在80℃下烘干)；多次重復涂覆、表干，直到磨頭80表面均勻覆蓋足夠厚度的屏蔽層，屏蔽要求是不導電，屏蔽層的最佳厚度應在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；如圖14所示，為不同厚度屏蔽層的情況下，在80℃下表干時間的對比。其中樣品1至6的屏蔽層厚度分別為78μm、121μm、194μm、304μm、366μm、442μm(通過控制涂覆面積和涂上不同質量的樹脂(圖4中初始質量即為樹脂質量)，間接得到不同厚度的屏蔽層)。從圖4可以看出，整體看來樣品1至6的質量趨于穩定的時間是逐漸增加的，屏蔽層越薄完全表干所需時間越短。分開來看，30min后，樣品1、2、3、4、5的質量基本不發生變化，樣品6的質量發生微小的變化，這是由于樣品6的屏蔽層較厚的緣故，完全表干的時間更長。80℃烘烤40min后，各樣品屏蔽層的質量基本趨于穩定。說明烘烤表干的時間選擇40min是較為合適的。2)將涂覆有屏蔽層的一批磨頭80-1、80-2、80-3……安裝在第一轉盤41的彈性夾具43-1、43-2、43-3……上，此處為第一工位；3)請參考圖6，通過第二電機31帶動U型架30滑動，使第一轉盤41靠近轉臺22上的氣動夾頭23-1，氣動夾頭23-1夾緊第一轉盤41上位置對應的夾具43-1上的磨頭80-1；啟動第一電機21，轉臺22順時針轉動90°，氣動夾頭23-1帶著磨頭80-1脫離彈性夾具43-1，轉到加工機構60，即到達第二工位；此時在第二工位的氣動夾頭23-1上的磨頭80-1的軸向沿X軸方向布置，且磨頭80-1的零點即A點應與擋板63相對；4)通過位置調整機構61帶動對刀機構沿X軸向磨頭80-1行進，執行對刀過程，當位置調整機構61在行進過程中受到的運動阻力大于直線電機611設定的最大推力(本實施例之中設為0.1N)時，認為擋板63與磨頭80-1對刀成功，以此確定磨頭80-1零點A點的位置；再結合磨頭80-1尺寸，可以得到磨頭80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數；并且，對刀成功時，紫外線照射頭622的位置應比磨頭80-1更靠近轉臺22；5)對刀成功后，位置調整機構61回到起始點，然后結合磨頭80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數，位置調整機構61將紫外線照射頭622定位至磨頭C段等不需要電鍍的位置，且紫外線照射頭622的鏡面與磨頭80的C段等的距離為10mm；6)啟動第五電機71，通過摩擦傳動機構70帶動處于第二工位上的氣動夾頭23-1和磨頭80-1以60r/min的轉速轉動，開啟紫外線照射頭622，對C段等不需要電鍍的區段進行紫外線照射，照射時間為50s，使該些區段的屏蔽層固化；如圖15和表1所示，為屏蔽層厚度相同的情況下，不同紫外固化時間后，顯影液清洗效果及顯影效果。圖5中從左至右的固化時間分別為10s、20s、30s、40s、50s、60s、70s、80s、90s，可以看出，紫外線照射固化時間在50～80s范圍內效果較好。表1紫外線固化實驗結果固化時間/s顯影效果弱堿清洗現象10無完全去除20不明顯完全去除30不清晰少量殘余40清晰被照射部位樹脂大部分殘留50較清晰被照射部位樹脂基本不溶60較清晰被照射部位樹脂基本不溶70較清晰被照射部位樹脂基本不溶80較清晰被照射部位樹脂基本不溶90顯影范圍變大殘留面積變大7)磨頭80-1的不需要電鍍的區段的屏蔽層固化后，請參考圖6，U型架30移動使第二轉盤51靠近轉臺22，然后轉臺22順時針轉動90°，將在第二工位的氣動夾頭23-1及其上加工完成的磨頭80-1轉動到對應第二轉盤51的位置，并將該磨頭80-1裝夾在第二轉盤51的彈性夾具53-1上；然后氣動夾頭23-1松開，U型架30移動使第二轉盤51帶著磨頭80-1遠離氣動夾頭23-1，到達第三工位。在上述3)中，在氣動夾頭23-1帶著磨頭80-1脫離夾具43-1到達第二工位后，轉臺22上的下一個氣動夾頭23-2也轉過來對準第一轉盤41，同時第三電機42帶動第一轉盤41轉動，將下一個夾具43-2及其夾持的磨頭80-2轉動到與該氣動夾頭23-2相應的位置。當下一次第一轉盤41靠近氣動夾頭23-2時，可將第一轉盤41上的磨頭80-2轉移到氣動夾頭23-2。如此反復，可以持續地將磨頭從第一轉盤轉移到氣動夾頭，即持續完成從第一工位到第二工位的轉換。同時，在上述7)中，第二轉盤51帶走磨頭80-1后，第四電機52帶動第二轉盤51轉動，將下一個空的夾具53-2轉動到與第二轉盤51轉動軸線同一高度，當下一次氣動夾頭23-2靠近第二轉盤51時，可將氣動夾頭23-2上的磨頭80-2轉移到第二轉盤的夾角53-2上。如此反復，可以持續地將磨頭從氣動夾頭轉移到第二轉盤，即持續完成從第二工位到第三工位的轉換。8)重復以上步驟3)～7)直至完成一批磨頭的輸送和加工后，所有磨頭80-1、80-2、80-3……的不需要電鍍的位置的屏蔽層均被固化，并轉移到第二轉盤51的夾具53-1、53-2、53-3……上，停機，取下第二轉盤51；9)將第二轉盤51上所有經處理后的磨頭浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，磨頭B段的屏蔽層沒有被照射，未固化，被弱堿溶解；其他C段等不需要電鍍的區段因屏蔽層固化，不能被溶解而得以保留，由此取消磨頭B段的屏蔽；如圖16所示，為不同濃度的弱堿溶液清洗后的顯影效果，圖中從左至右分別為1％、2％、3％、4％和5％的碳酸鈉溶液。可以看出，用1％和2％的碳酸鈉溶液沖洗樣品5min，未被紫外線照射過的樹脂也會部分殘留，而3％、4％和5％的碳酸鈉溶液可將未被紫外線固化的樹脂清洗干凈，但5％的碳酸鈉清洗過的樣品會有部分呈乳白色，影響被固化樹脂層的質量，說明3％的碳酸鈉溶液效果最好。如表2所示，表干后的堿溶性光敏樹脂，經紫外線照射50s固化后，基本不溶于弱堿，固化率高達99.48％，說明固化效果很好。表2顯影前后質量變化情況如圖17所示，為不同厚度屏蔽層的顯影效果。圖中從左至右的樣品1～6的屏蔽層厚度分別為78μm、121μm、194μm、304μm、366μm、442μm。可以看出，樣品1、2顯影不完整，樣品6顯影會呈現部分乳白色，這說明樣品6樹脂層太厚，顯影部分未被完全固化。結合上述實驗結果，屏蔽層的厚度范圍194μm～366μm較佳。10)將B段取消屏蔽的磨頭80裝夾在電鍍夾具，放入電鍍液中按B段電280#標300#的工藝要求進行金剛石磨粒的電鍍；由于B段的屏蔽被取消，因此可以電鍍；而C段等其他區段還有屏蔽層的保護，不會被電鍍；電鍍完成后，將磨頭浸入強堿性溶液10％的NaOH溶液中1～2min，將屏蔽層完全溶解，去除率接近100％，然后清洗干凈。即完成對磨頭B段的電鍍。11)重復上述步驟1)～10)，在磨頭表面涂覆屏蔽層后，紫外照射除C段外的其余區段，然后浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，取消磨頭C段的屏蔽；再對C段按C段電380#標400#的工藝要求進行CBN(立方氮化硼)磨粒的電鍍，此時由于屏蔽層的保護，除C段外的其余區段(包括已電鍍的B段)不會被電鍍；然后將電鍍后的磨頭浸入強堿性溶液中去除剩余的屏蔽層，清洗干凈，即完成磨頭B、C兩區段不同電鍍工藝的分段電鍍。典型的砂輪如圖18所示，直徑為3～10mm，以箭頭所指的A點作為砂輪的零點，沿砂輪的軸向分為若干區段，每個區段為直徑相同或不同的回轉體，其中B、C兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同。本發明對該砂輪進行分段電鍍的方法如下：1)先將砂輪80在超聲波清洗機清洗5min，風干；然后用毛刷浸蘸堿溶性光敏樹脂液體，如堿溶性改性環氧丙烯酸樹脂WDS-1161等，該堿溶性光敏樹脂液體干燥后形成屏蔽層，可溶于顯影液如弱堿溶液；但若屏蔽層經紫外線照射后固化，則不溶于顯影液，可溶于剝離液如強堿溶液。在砂輪80的主要電鍍部位上反復涂覆該堿溶性光敏樹脂液體，并用步進電機帶動砂輪80轉動，轉速為150r/min；然后在烘干機中，用電機帶動砂輪80旋轉表干40min(即在80℃下烘干)；多次重復涂覆、表干，直到砂輪80表面均勻覆蓋足夠厚度的屏蔽層，屏蔽要求是不導電，屏蔽層的最佳厚度應在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；2)將涂覆有屏蔽層的一批砂輪80-1、80-2、80-3……安裝在第一轉盤41的彈性夾具43-1、43-2、43-3……上，此處為第一工位；3)請參考圖6，通過第二電機31帶動U型架30滑動，使第一轉盤41靠近轉臺22上的氣動夾頭23-1，氣動夾頭23-1夾緊第一轉盤41上位置對應的夾具43-1上的砂輪80-1；啟動第一電機21，轉臺22順時針轉動90°，氣動夾頭23-1帶著砂輪80-1脫離彈性夾具43-1，轉到加工機構60，即到達第二工位；此時在第二工位的氣動夾頭23-1上的砂輪80-1的軸向沿X軸方向布置，且砂輪80-1的零點即A點應與擋板63相對；4)通過位置調整機構61帶動對刀機構沿X軸向砂輪80-1行進，執行對刀過程，當位置調整機構61在行進過程中受到的運動阻力大于直線電機611設定的最大推力(本實施例之中設為0.1N)時，認為擋板63與砂輪80-1對刀成功，以此確定砂輪80-1零點A點的位置；再結合砂輪80-1尺寸，可以得到砂輪80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數；并且，對刀成功時，紫外線照射頭622的位置應比砂輪80-1更靠近轉臺22；5)對刀成功后，位置調整機構61回到起始點，然后結合砂輪80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數，位置調整機構61將紫外線照射頭622定位至砂輪C段等不需要電鍍的位置，且紫外線照射頭622的鏡面與砂輪80的C段等的距離為10mm；6)啟動第五電機71，通過摩擦傳動機構70帶動處于第二工位上的氣動夾頭23-1和砂輪80-1以60r/min的轉速轉動，開啟紫外線照射頭622，對C段等不需要電鍍的區段進行紫外線照射，照射時間為50s，使該些區段的屏蔽層固化；7)砂輪80-1的不需要電鍍的區段的屏蔽層固化后，請參考圖6，U型架30移動使第二轉盤51靠近轉臺22，然后轉臺22順時針轉動90°，將在第二工位的氣動夾頭23-1及其上加工完成的砂輪80-1轉動到對應第二轉盤51的位置，并將該砂輪80-1裝夾在第二轉盤51的彈性夾具53-1上；然后氣動夾頭23-1松開，U型架30移動使第二轉盤51帶著砂輪80-1遠離氣動夾頭23-1，到達第三工位。在上述3)中，在氣動夾頭23-1帶著砂輪80-1脫離夾具43-1到達第二工位后，轉臺22上的下一個氣動夾頭23-2也轉過來對準第一轉盤41，同時第三電機42帶動第一轉盤41轉動，將下一個夾具43-2及其夾持的砂輪80-2轉動到與該氣動夾頭23-2相應的位置。當下一次第一轉盤41靠近氣動夾頭23-2時，可將第一轉盤41上的砂輪80-2轉移到氣動夾頭23-2。如此反復，可以持續地將砂輪從第一轉盤轉移到氣動夾頭，即持續完成從第一工位到第二工位的轉換。同時，在上述7)中，第二轉盤51帶走砂輪80-1后，第四電機52帶動第二轉盤51轉動，將下一個空的夾具53-2轉動到與第二轉盤51轉動軸線同一高度，當下一次氣動夾頭23-2靠近第二轉盤51時，可將氣動夾頭23-2上的砂輪80-2轉移到第二轉盤的夾角53-2上。如此反復，可以持續地將砂輪從氣動夾頭轉移到第二轉盤，即持續完成從第二工位到第三工位的轉換。8)重復以上步驟3)～7)直至完成一批砂輪的輸送和加工后，所有砂輪80-1、80-2、80-3……的不需要電鍍的位置的屏蔽層均被固化，并轉移到第二轉盤51的夾具53-1、53-2、53-3……上，停機，取下第二轉盤51；9)將第二轉盤51上所有經處理后的砂輪浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，砂輪B段的屏蔽層沒有被照射，未固化，被弱堿溶解；其他C段等不需要電鍍的區段因屏蔽層固化，不能被溶解而得以保留，由此取消砂輪B段的屏蔽；10)將B段取消屏蔽的砂輪80裝夾在電鍍夾具，放入電鍍液中按B段電280#標300#的工藝要求進行金剛石磨粒的電鍍；由于B段的屏蔽被取消，因此可以電鍍；而C段等其他區段還有屏蔽層的保護，不會被電鍍；電鍍完成后，將砂輪浸入強堿性溶液中，將屏蔽層完全溶解，清洗干凈。即完成對砂輪B段的電鍍。11)重復上述步驟1)～10)，在砂輪表面涂覆屏蔽層后，紫外照射除C段外的其余區段，然后浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，取消砂輪C段的屏蔽；再對C段按C段電380#標400#的工藝要求進行金剛石磨粒的電鍍，此時由于屏蔽層的保護，除C段外的其余區段(包括已電鍍的B段)不會被電鍍；然后將電鍍后的砂輪浸入強堿性溶液中去除剩余的屏蔽層，清洗干凈，即完成砂輪B、C兩區段不同電鍍工藝的分段電鍍。典型的鉆頭如圖19所示，直徑為3～10mm，以箭頭所指的A點作為鉆頭的零點，沿鉆頭的軸向分為若干區段，每個區段為直徑相同或不同的回轉體，其中B、C兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同。本發明對該鉆頭進行分段電鍍的方法如下：1)先將鉆頭80在超聲波清洗機清洗5min，風干；然后用毛刷浸蘸堿溶性光敏樹脂液體，如堿溶性改性環氧丙烯酸樹脂WDS-1161等，該堿溶性光敏樹脂液體干燥后形成屏蔽層，可溶于顯影液如弱堿溶液；但若屏蔽層經紫外線照射后固化，則不溶于顯影液，可溶于剝離液如強堿溶液。在鉆頭80的主要電鍍部位上反復涂覆該堿溶性光敏樹脂液體，并用步進電機帶動鉆頭80轉動，轉速為150r/min；然后在烘干機中，用電機帶動鉆頭80旋轉表干40min(即在80℃下烘干)；多次重復涂覆、表干，直到鉆頭80表面均勻覆蓋足夠厚度的屏蔽層，屏蔽要求是不導電，屏蔽層的最佳厚度應在0.1～2mm，例如0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm等；2)將涂覆有屏蔽層的一批鉆頭80-1、80-2、80-3……安裝在第一轉盤41的彈性夾具43-1、43-2、43-3……上，此處為第一工位；3)請參考圖6，通過第二電機31帶動U型架30滑動，使第一轉盤41靠近轉臺22上的氣動夾頭23-1，氣動夾頭23-1夾緊第一轉盤41上位置對應的夾具43-1上的鉆頭80-1；啟動第一電機21，轉臺22順時針轉動90°，氣動夾頭23-1帶著鉆頭80-1脫離彈性夾具43-1，轉到加工機構60，即到達第二工位；此時在第二工位的氣動夾頭23-1上的鉆頭80-1的軸向沿X軸方向布置，且鉆頭80-1的零點即A點應與擋板63相對；4)通過位置調整機構61帶動對刀機構沿X軸向鉆頭80-1行進，執行對刀過程，當位置調整機構61在行進過程中受到的運動阻力大于直線電機611設定的最大推力(本實施例之中設為0.1N)時，認為擋板63與鉆頭80-1對刀成功，以此確定鉆頭80-1零點A點的位置；再結合鉆頭80-1尺寸，可以得到鉆頭80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數；并且，對刀成功時，紫外線照射頭622的位置應比鉆頭80-1更靠近轉臺22；5)對刀成功后，位置調整機構61回到起始點，然后結合鉆頭80-1待電鍍的B、C兩區段的位置參數，位置調整機構61將紫外線照射頭622定位至鉆頭除B、C兩區段以外的不需要電鍍的位置，且紫外線照射頭622的鏡面與鉆頭80的距離為10mm；6)啟動第五電機71，通過摩擦傳動機構70帶動處于第二工位上的氣動夾頭23-1和鉆頭80-1以60r/min的轉速轉動，開啟紫外線照射頭622，對不需要電鍍的區段進行紫外線照射，照射時間為50s，使該些區段的屏蔽層固化；7)鉆頭80-1的不需要電鍍的區段的屏蔽層固化后，請參考圖6，U型架30移動使第二轉盤51靠近轉臺22，然后轉臺22順時針轉動90°，將在第二工位的氣動夾頭23-1及其上加工完成的鉆頭80-1轉動到對應第二轉盤51的位置，并將該鉆頭80-1裝夾在第二轉盤51的彈性夾具53-1上；然后氣動夾頭23-1松開，U型架30移動使第二轉盤51帶著鉆頭80-1遠離氣動夾頭23-1，到達第三工位。在上述3)中，在氣動夾頭23-1帶著鉆頭80-1脫離夾具43-1到達第二工位后，轉臺22上的下一個氣動夾頭23-2也轉過來對準第一轉盤41，同時第三電機42帶動第一轉盤41轉動，將下一個夾具43-2及其夾持的鉆頭80-2轉動到與該氣動夾頭23-2相應的位置。當下一次第一轉盤41靠近氣動夾頭23-2時，可將第一轉盤41上的鉆頭80-2轉移到氣動夾頭23-2。如此反復，可以持續地將鉆頭從第一轉盤轉移到氣動夾頭，即持續完成從第一工位到第二工位的轉換。同時，在上述7)中，第二轉盤51帶走鉆頭80-1后，第四電機52帶動第二轉盤51轉動，將下一個空的夾具53-2轉動到與第二轉盤51轉動軸線同一高度，當下一次氣動夾頭23-2靠近第二轉盤51時，可將氣動夾頭23-2上的鉆頭80-2轉移到第二轉盤的夾角53-2上。如此反復，可以持續地將鉆頭從氣動夾頭轉移到第二轉盤，即持續完成從第二工位到第三工位的轉換。8)重復以上步驟3)～7)直至完成一批鉆頭的輸送和加工后，所有鉆頭80-1、80-2、80-3……的不需要電鍍的位置的屏蔽層均被固化，并轉移到第二轉盤51的夾具53-1、53-2、53-3……上，停機，取下第二轉盤51；9)將第二轉盤51上所有經處理后的鉆頭浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，鉆頭B、C段的屏蔽層沒有被照射，未固化，被弱堿溶解；其他不需要電鍍的區段因屏蔽層固化，不能被溶解而得以保留，由此取消鉆頭B、C段的屏蔽；10)將B、C段取消屏蔽的鉆頭80裝夾在電鍍夾具，放入電鍍液中進行金剛石磨粒的電鍍；由于B、C段的屏蔽被取消，因此可以電鍍；而其他區段還有屏蔽層的保護，不會被電鍍；電鍍完成后，將鉆頭浸入強堿性溶液中，將屏蔽層完全溶解，清洗干凈。即完成對鉆頭B、C段的電鍍。11)重復上述步驟1)～10)，在鉆頭表面涂覆屏蔽層后，紫外照射除B段外的其余區段，然后浸入3％的碳酸鈉弱堿溶液中5min，取消鉆頭B段的屏蔽；再對B段進行金剛石磨粒的電鍍，此時由于屏蔽層的保護，除B段外的其余區段不會被電鍍；然后將電鍍后的鉆頭浸入強堿性溶液中去除剩余的屏蔽層，清洗干凈，即完成鉆頭B、C兩區段相同工藝但不同厚度金剛石磨粒的分段電鍍。典型的開孔器如圖20所示，直徑為3～10mm，以箭頭所指的A點作為開孔器的零點，沿開孔器的軸向分為若干區段，每個區段為直徑相同或不同的回轉體，其中B、C兩個區段需要電鍍且電鍍要求各不相同。參照上述步驟，按照本發明的方法可以對該開孔器進行分段電鍍，在此不加以詳細贅述。上述實施例以堿溶性光敏樹脂為負光阻的情況為例進行說明，但并不以此為限，本領域技術人員可知，當采用的光敏屏蔽層為正光阻的情況下，經紫外光照射后，照射的部分不會固化，可溶于顯影液，而未被照射的部分固化，不可溶于顯影液，能溶于剝離液。在采用正光阻的光敏屏蔽層的情況下，紫外線照射頭應照射待電鍍區段，然后通過顯影液將待電鍍區段的屏蔽層去除，即可進行電鍍；電鍍完成后再用剝離液將其余區段的屏蔽層去除，即可實現分段電鍍。在此不加以詳細贅述。以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的范圍，即依本發明專利范圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的范圍內。當前第1頁1 2 3