CN106498481B - 一种基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，该屏蔽层化学取消设备包括工件固定机构、位置调整机构、光固化机构及对刀机构；通过位置调整机构带动对刀机构向装接在电机输出轴的涂覆有光敏屏蔽层的电镀磨粒工具行进以执行对刀；通过将光固化机构取消电镀磨粒工具待电镀区段的屏蔽；重复上述步骤依次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。
Description
技术领域
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设备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CN 102797022 A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CN 103111944 A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CN 104213161 A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。CN 102586843 A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CN 101570876A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。
发明内容
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设备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设备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；所述屏蔽层化学取消设备包括：
底座，底座上设有工件固定机构、位置调整机构、光固化机构及对刀机构；
工件固定机构包括驱动装置，驱动装置设在底座左侧，驱动装置用于装接所述电镀磨粒工具，电镀磨粒工具可通过驱动装置驱动旋转；
位置调整机构设在底座右侧，包括可沿左右方向往复运动的工作台；
光固化机构包括可照射电镀磨粒工具的照射头，设在工作台；
对刀机构包括传感器，传感器设在工作台，传感器位于照射头右侧；
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)将涂覆有屏蔽层的电镀磨粒工具装接在工件固定机构与驱动机构相连，使电镀磨粒工具的轴向沿左右方向布置，且电镀磨粒工具的零点向右与挡板相对应；
3)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的位置；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，照射头应位于电镀磨粒工具所有待电镀的区段的左侧；
4)结合电镀磨粒工具各区段的位置参数，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；通过驱动装置带动电镀磨粒工具旋转，开启照射头，对电镀磨粒工具上第一待电镀区段或不需要电镀区段的光敏屏蔽层进行照射；
5)用显影液除去电镀磨粒工具上未被固化的屏蔽层，取消电镀磨粒工具第一待电镀区段的屏蔽，暴露第一待电镀区段；
6)将去除第一待电镀区段屏蔽层的电镀磨粒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，用剥离液去除电镀磨粒工具上剩余的屏蔽层；
8)根据电镀磨粒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驱动装置支架、联轴器和用于装接电镀磨粒工具的工件固定件，该驱动装置支架设在底座左侧，所述驱动装置设在该驱动装置支架上；该联轴器装设在该驱动装置；该工件固定件装设在该联轴器。
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底座右侧，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。
一实施例中：所述步骤4)中，照射时间为45～80s。
一实施例中：所述对刀机构还包括传感器底座，该传感器底座设在所述工作台，所述传感器设在该传感器底座上。
一实施例中：所述驱动装置为主轴电机。
一实施例中：所述屏蔽层的原料为碱溶性光敏树脂液体。
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特定部位的屏蔽层的去除。减小了工人的劳动量，降低生产成本，提高生产效率和电镀精度。
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为本发明的屏蔽层化学取消设备整体外观示意图。
图2为本发明的屏蔽层化学取消设备俯视示意图。
图3为典型的磨头的示意图。
图4为不同厚度屏蔽层在80℃下所需表干时间的测试结果。
图5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6为不同浓度的显影液的显影效果。
图7为不同厚度屏蔽层的显影效果。
图8为典型的砂轮的示意图。
图9为典型的钻头的示意图。
图10为典型的开孔器的示意图。
附图标记：
底座10；
工件固定机构20，电机支架21，主轴电机22，联轴器23，夹头24；
位置调整机构30，直线电机31，工作台32；
光固化机构40，夹具41，紫外线照射头42；
对刀机构50，传感器底座51，传感器52；
电镀磨粒工具/磨头/砂轮/钻头/开孔器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化学取消设备，包括：
底座10，底座10上设有工件固定机构20、位置调整机构30、光固化机构40及对刀机构50；
工件固定机构20，包括电机支架21、主轴电机22、联轴器23和夹头24；该电机支架21设在底座10左侧的中部；主轴电机22设在电机支架21上；联轴器23装设在主轴电机22的输出轴；夹头24装设在联轴器23；待电镀的电镀磨粒工具60装接在夹头24，主轴电机22可带动电镀磨粒工具60旋转；
位置调整机构30，包括设在底座10右侧的定位精度为1μm的直线电机31和设在直线电机31的动子的工作台32，该工作台32可通过直线电机31沿左右方向往复运动；
光固化机构40，包括抱箍式的夹具41和紫外线照射头42；夹具41设在工作台32前部，紫外线照射头42装接在夹具41，紫外线照射头42的高度与装接在夹头24的待电镀的电镀磨粒工具60的高度相对应；当二者运动至在前后方向上并排时，紫外线照射头42的镜面与电镀磨粒工具60的最佳距离为10mm，使得紫外线照射头42发生的光斑能够对准电镀磨粒工具60照射，光斑最好为线型，尺寸以3mm×16mm为宜；
对刀机构50，包括传感器底座51和传感器52，传感器底座51设在工作台32的中部，传感器52设在传感器底座51上，且传感器52应位于紫外线照射头42的右侧；待电镀的电镀磨粒工具60位置与传感器52位置相对应，通过位置调整机构带动对刀机构向电镀磨粒工具60行进以执行对刀，而且电镀磨粒工具60与传感器52对刀成功时，紫外线照射头42的位置应位于电镀磨粒工具60的左侧。
本实施例之中，电镀磨粒工具60以磨头、砂轮、钻头和开孔器为例。典型的磨头如图3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60在超声波清洗机清洗5min，风干；然后在磨头60上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层的原料选用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)，该类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，仅可溶于剥离液如强碱溶液。用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，在磨头60的主要电镀部位上反复涂覆，并用步进电机带动磨头60转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动磨头60旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到磨头60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4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)通过工件固定机构的夹头24装夹覆盖有屏蔽层的待电镀的磨头60，使磨头60的轴向沿左右方向(图1和图2中的左右方向)布置，且磨头60的零点即A点向右与传感器52相对；
3)通过位置调整机构带动对刀机构向磨头60的A点行进(图1和图2中为由右向左行进)，执行对刀过程，当传感器52与磨头60的A点接触时，认为对刀成功，以此确定磨头60零点A点的位置；再结合磨头60尺寸，可以得到磨头60待电镀的B、C两区段的位置参数；对刀成功时，紫外线照射头42的位置应位于磨头60的左侧；
4)对刀成功后，位置调整机构回到起始点，然后结合磨头60各区段的位置参数，将紫外线照射头42定位至磨头60的C段等不需要电镀的位置，且紫外线照射头42的镜面与磨头60的C段的距离为10mm；通过主轴电机22带动磨头60旋转，开启紫外线照射头42，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5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 |
5)将紫外照射后的磨头60浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，磨头60的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60的B段的屏蔽。
如图6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7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。
6)将去除B段屏蔽层的磨头60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60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60的B段的电镀。
8)重复上述步骤1)～7)，在磨头60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，去除磨头60的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60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8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60在超声波清洗机清洗5min，风干；然后在砂轮60上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层的原料选用碱溶性光敏树脂液体，如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161，该类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，仅可溶于剥离液如强碱溶液。用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，在砂轮60的主要电镀部位上反复涂覆，并用步进电机带动砂轮60转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动砂轮60旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到砂轮60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)通过工件固定机构的夹头24装夹覆盖有屏蔽层的待电镀的砂轮60，使砂轮60的轴向沿左右方向(图1和图2中的左右方向)布置，且砂轮60的零点即A点向右与传感器52相对；
3)通过位置调整机构带动对刀机构向砂轮60的A点行进(图1和图2中为由右向左行进)，执行对刀过程，当传感器52与砂轮60的A点接触时，认为对刀成功，以此确定砂轮60零点A点的位置；再结合砂轮60尺寸，可以得到砂轮60待电镀的B、C两区段的位置参数；对刀成功时，紫外线照射头42的位置应位于砂轮60的左侧；
4)对刀成功后，位置调整机构回到起始点，然后结合砂轮60各区段的位置参数，将紫外线照射头42定位至砂轮60的C段等不需要电镀的位置，且紫外线照射头42的镜面与砂轮60的C段的距离为10mm；通过主轴电机22带动砂轮60旋转，开启紫外线照射头42，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；
5)将紫外照射后的砂轮60浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，砂轮60的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60的B段的屏蔽。
6)将去除B段屏蔽层的砂轮60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，将砂轮60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60的B段的电镀。
8)重复上述步骤1)～7)，在砂轮60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，去除砂轮60的C段的屏蔽层；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60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9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60在超声波清洗机清洗5min，风干；然后在钻头60上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层的原料选用碱溶性光敏树脂液体，如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161，该类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，仅可溶于剥离液如强碱溶液。用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，在钻头60的主要电镀部位上反复涂覆，并用步进电机带动钻头60转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动钻头60旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到钻头60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)通过工件固定机构的夹头24装夹覆盖有屏蔽层的待电镀的钻头60，使钻头60的轴向沿左右方向(图1和图2中的左右方向)布置，且钻头60的零点即A点向右与传感器52相对；
3)通过位置调整机构带动对刀机构向钻头60的A点行进(图1和图2中为由右向左行进)，执行对刀过程，当传感器52与钻头60的A点接触时，认为对刀成功，以此确定钻头60零点A点的位置；再结合钻头60尺寸，可以得到钻头60待电镀的B、C两区段的位置参数；对刀成功时，紫外线照射头42的位置应位于钻头60的左侧；
4)对刀成功后，位置调整机构回到起始点，然后结合钻头60各区段的位置参数，将紫外线照射头42定位至钻头60除B、C段之外的不需要电镀的位置，且紫外线照射头42的镜面与钻头60的距离为10mm；通过主轴电机22带动钻头60旋转，开启紫外线照射头42，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；
5)将紫外照射后的钻头60浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，钻头60的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60的B、C段的屏蔽。
6)将去除B段屏蔽层的钻头60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段的屏蔽层被刮除，因此可以电镀；而其他区段还有屏蔽层的保护，不会被电镀；
7)电镀完成后，将钻头60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60的B、C段的电镀。
8)重复上述步骤1)～7)，在钻头60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，去除钻头60的B段的屏蔽层；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60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10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。本发明对该开孔器进行分段电镀的方法如下：
1)先将开孔器60在超声波清洗机清洗5min，风干；然后在开孔器60上均匀涂覆屏蔽层，屏蔽层的原料选用碱溶性光敏树脂液体，如碱溶性改性环氧丙烯酸树脂WDS-1161，该类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，仅可溶于剥离液如强碱溶液。用毛刷浸蘸碱溶性光敏树脂液体，在开孔器60的主要电镀部位上反复涂覆，并用步进电机带动开孔器60转动，转速为150r/min；然后在烘干机中，用电机带动开孔器60旋转表干40min(即在80℃下烘干)；多次重复涂覆、表干，直到开孔器60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)通过工件固定机构的夹头24装夹覆盖有屏蔽层的待电镀的开孔器60，使开孔器60的轴向沿左右方向(图1和图2中的左右方向)布置，且开孔器60的零点即A点向右与传感器52相对；
3)通过位置调整机构带动对刀机构向开孔器60的A点行进(图1和图2中为由右向左行进)，执行对刀过程，当传感器52与开孔器60的A点接触时，认为对刀成功，以此确定开孔器60零点A点的位置；再结合开孔器60尺寸，可以得到开孔器60待电镀的B、C两区段的位置参数；对刀成功时，紫外线照射头42的位置应位于开孔器60的左侧；
4)对刀成功后，位置调整机构回到起始点，然后结合开孔器60各区段的位置参数，将紫外线照射头42定位至开孔器60的C段等不需要电镀的位置，且紫外线照射头42的镜面与开孔器60的C段的距离为10mm；通过主轴电机22带动开孔器60旋转，开启紫外线照射头42，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；
5)将紫外照射后的开孔器60浸入3％的碳酸钠弱碱溶液中5min，开孔器60的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，由此取消开孔器60的B段的屏蔽。
6)将去除B段屏蔽层的开孔器60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，将开孔器60浸入强碱性溶液中，将屏蔽层完全溶解，清洗干净。即完成对开孔器60的B段的电镀。
8)重复上述步骤1)～7)，在开孔器60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，去除开孔器60的C段的屏蔽层；再对C段按C段的电镀工艺要求进行金属镍的电镀，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；然后将电镀后的开孔器60浸入强碱性溶液中去除剩余的屏蔽层，清洗干净，即完成开孔器B、C两区段不同电镀工艺的分段电镀。
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。
Claims (9)
1.一种基于屏蔽层化学取消设备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；其特征在于：所述屏蔽层化学取消设备包括：
底座，底座上设有工件固定机构、位置调整机构、光固化机构及对刀机构；
工件固定机构包括驱动装置，驱动装置设在底座左侧，驱动装置用于装接所述电镀磨粒工具，电镀磨粒工具可通过驱动装置驱动旋转；
位置调整机构包括直线驱动装置和可沿左右方向往复运动的工作台；直线驱动装置设在底座右侧，工作台设在直线驱动装置的动子上；
光固化机构包括可照射电镀磨粒工具的照射头，设在工作台；
对刀机构包括传感器，传感器设在工作台，传感器位于照射头右侧；
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)将涂覆有屏蔽层的电镀磨粒工具装接在工件固定机构与驱动机构相连，使电镀磨粒工具的轴向沿左右方向布置，且电镀磨粒工具的零点向右与挡板相对应；
3)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的位置；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，照射头应位于电镀磨粒工具所有待电镀的区段的左侧；
4)结合电镀磨粒工具各区段的位置参数，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；通过驱动装置带动电镀磨粒工具旋转，开启照射头，对电镀磨粒工具上第一待电镀区段或不需要电镀区段的光敏屏蔽层进行照射；
5)用显影液除去电镀磨粒工具上未被固化的屏蔽层，取消电镀磨粒工具第一待电镀区段的屏蔽，暴露第一待电镀区段；
6)将去除第一待电镀区段屏蔽层的电镀磨粒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，用剥离液去除电镀磨粒工具上剩余的屏蔽层；
8)根据电镀磨粒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。
2.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述工件固定机构还包括驱动装置支架、联轴器和用于装接电镀磨粒工具的工件固定件，该驱动装置支架设在底座左侧，所述驱动装置设在该驱动装置支架上；该联轴器装设在该驱动装置；该工件固定件装设在该联轴器。
3.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：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。
4.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述电镀磨粒工具的直径范围为2～12mm。
5.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述照射头的光斑为线型，尺寸为2～4mm×14～18mm。
6.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述步骤4)中，照射时间为45～80s。
7.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述对刀机构还包括传感器底座，该传感器底座设在所述工作台，所述传感器设在该传感器底座上。
8.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述驱动装置为主轴电机。
9.根据权利要求1所述的基于屏蔽层化学取消设备的电镀磨粒工具分段电镀方法，其特征在于：所述屏蔽层的原料为碱溶性光敏树脂液体。
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