CN115125602A - 一种钻头的超声电镀方法及装置 - Google Patents

一种钻头的超声电镀方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115125602A
CN115125602A CN202210586052.6A CN202210586052A CN115125602A CN 115125602 A CN115125602 A CN 115125602A CN 202210586052 A CN202210586052 A CN 202210586052A CN 115125602 A CN115125602 A CN 115125602A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill bit
piezoelectric ceramic
ultrasonic
amplitude transformer
piezoelectric transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210586052.6A
Other languages
English (en)
Inventor
黄卫清
张意
钟群佑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou University
Original Assignee
Guangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CN202210586052.6A priority Critical patent/CN115125602A/zh
Publication of CN115125602A publication Critical patent/CN115125602A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/20—Electroplating using ultrasonics, vibrations

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钻头的超声电镀方法及装置，该装置包括：预紧螺栓、压电换能器、异性变幅杆、压电陶瓷片、钻头、法兰盘；所述钻头安装在所述异形变幅杆的输出端，所述异形变幅杆与压电换能器通过所述预紧螺栓连接，所述法兰盘设于异形变幅杆上；通过输入信号至压电换能器和压电陶瓷片激发高频振动传递至钻头，从而在电镀液中引入超声。本发明提供的方法及装置，在钻头上能产生纵向‑径向弯曲‑纵向扭动三维振动，便于实现电解液中金属阳离子的浓度平衡，提高生产效益。

Description

一种钻头的超声电镀方法及装置
技术领域
本发明属于电镀加工技术领域，特别涉及一种钻头的超声电镀方法及装置。
背景技术
钻头电镀是利用电解的原理将钻头铺上一层金属的方法，进而提升钻头的耐磨性，以往的传统电镀就是往钻头上电镀耐磨的金属，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。所选的电解液为镀金属阳离子的溶液，进而改变基材表面性质或尺寸，在没有引入超声时，虽能满足要求，但会存在钻头的镀层不足以及加工时间久的缺点，后续的引入了超声。引入超声有两种方法，一是将超声引入电镀槽中，通过超声空化作用增加沉积速率，进而提高了电流密度，二是将超声引入带镀工件上，施加超声可以改善镀层结构形状，增加镀层厚度，因为超声会对工件有清洗作用，加快电极的反应速率。以往的超声电镀引入的超声振动方式和方向单一，本文提出了一种新型简易的多维超声振动直接作用到工件上，以提高电镀效率和质量。
发明内容
本发明提供一种钻头的超声电镀的装置，其包括：预紧螺栓、压电换能器、异性变幅杆、第一压电陶瓷片、钻头、法兰盘；钻头安装在异形变幅杆的输出端，异形变幅杆与压电换能器通过预紧螺栓连接；法兰盘装夹于异形变幅杆上。
优选地，压电换能器中段位置设置一组环形压电陶瓷片，信号源输入高频正弦信号至压电换能器，随后通过功率放大转变为电信号，从而在特定谐振频率下传递至异形变幅杆产生一阶纵向振动。
优选地，环形压电陶瓷片的数量可取二片或二的倍数片，相邻两片环形压电陶瓷片中间夹持一片电极片，两片环形压电陶瓷片的极化方向相反，从而保证压电陶瓷的协调运作。
优选地，信号源输入高频正弦信号至第一压电陶瓷片，经过功率放大在变幅杆末端产生径向弯曲振动。
优选地，法兰盘安装在振幅为零的节点位置，从而减小法兰盘对系统振幅的影响，提高加工的稳定性。
优选地，异形变幅杆外形上部为圆柱体，下部为长方体，从而产生更稳定的纵向振动；外形特征呈圆柱体的部分曲面用于安装法兰盘。
优选地，法兰盘两端对称设有两装夹孔位。
优选地，第一压电陶瓷片通过粘合剂对称粘贴在异形变幅杆外形呈长方体的部分两侧，保持压电陶瓷片极化方向一致，从而便于输入信号，确保振动方向。
纵向振动和径向弯曲振动通过变幅杆传递至钻头，通过钻头的螺旋结构，部分纵向振动转化为扭转振动，从而在钻头上实现纵向-径向弯曲-纵向扭转三维振动。
一种采用前述装置的钻头超声电镀方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：对所述压电换能器施加激励信号；
S2：对所述第一压电陶瓷片施加激励信号；
S3：将所述钻头放入电解液进行电镀。
本发明在工作时，对压电换能器施加激励信号产生超声纵向振动，然后将纵向振动传递给变幅杆；对第一压电陶瓷片施加激励信号，产生径向弯曲振动；部分纵向振动转递至钻头时转换为扭转振动，从而在钻头上产生纵向-径向弯曲-扭转三维振动；电镀时待镀钻头作为阴极，镀层金属作为阳极，电解液为含待镀金属阳离子的溶液。
本发明的有益技术效果在于：
1.通过施加激励信号，钻头上产生了三维振动，从而实现电镀工程中电解液中的镀层金属阳离子的浓度平衡，进而提高镀层厚度；
2.三维振动所引入的超声波可以替代原有的搅拌工艺，改变晶格，进而提高电镀精度，缩短加工时间。
附图说明
图1是本发明实施例提供的钻头电镀装置的整体外形结构示意图；
图2是本发明实施例提供的钻头电镀的工作原理示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，下述的实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在不冲突的情况下，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
实施例：
如图1所示，本发明提供的钻头的超声电镀装置，其包括：预紧螺栓1、压电换能器2、异形变幅杆3、第一压电陶瓷片4、钻头5、法兰盘6；钻头5安装在异形变幅杆3的输出端，异形变幅杆3与压电换能器2通过预紧螺栓1连接。
压电换能器2中段位置设置一组环形压电陶瓷片，信号源输入高频正弦信号至压电换能器2，随后通过功率放大转变为电信号，从而在特定谐振频率下传递至异形变幅杆3产生一阶纵向振动。
环形压电陶瓷片的数量可取二片或二的倍数片，相邻两片环形压电陶瓷片中间夹持一片电极片，两片环形压电陶瓷片的极化方向相反，从而保证压电陶瓷的谐调运作。
信号源输入高频正弦信号至第一压电陶瓷片4，经过功率放大在变幅杆3末端产生径向弯曲振动。
法兰盘6安装在振幅为零的节点位置，从而减小法兰盘6对系统振幅的影响，提高加工的稳定性。
异形变幅杆3外形采用圆柱和长方体的复合结构，上部为圆柱体，下部为长方体；从而产生更稳定的纵向振动；外形特征呈圆柱体的部分便于安装法兰盘6。
第一压电陶瓷片4通过粘合剂对称粘贴在异形变幅杆3外形呈长方体的部分两侧，保持压电陶瓷片4极化方向一致，从而便于输入信号，确保振动方向。
纵向振动和径向弯曲振动通过变幅杆3传递至钻头5，通过钻头5的螺旋结构，部分纵向振动转化为扭转振动，从而在钻头5上实现纵向-径向弯曲-纵向扭转三维振动。
一种采用前述装置的钻头超声电镀方法，其包括以下步骤：
S1：对所述压电换能器施加激励信号；
S2：对所述第一压电陶瓷片施加激励信号；
S3：将所述钻头放入电解液进行电镀。
如图2所示，本发明在工作时，对压电换能器2施加激励信号产生超声纵向振动，然后将纵向振动传递给变幅杆3；对第一压电陶瓷片4施加激励信号，产生径向弯曲振动；上述振动传递至钻头5时部分纵向振动转换为扭转振动，从而在钻头5上产生纵向-径向弯曲-扭转三维振动；电镀时待镀钻头5作为阴极，镀层金属作为阳极，电解液为含待镀金属阳离子的溶液。
本发明上述实施例提供的方法及装置，在钻头上能产生纵向-径向弯曲-纵向扭动三维振动，便于实现电解液中金属阳离子的浓度平衡，提高生产效益。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的试验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种钻头的超声电镀装置，其特征在于，其包括：预紧螺栓、压电换能器、异形变幅杆、第一压电陶瓷片、钻头、法兰盘；所述钻头安装在所述异形变幅杆的输出端，所述异形变幅杆与所述压电换能器通过所述预紧螺栓连接，所述法兰盘位于所述异形变幅杆靠近压电换能器一端，所述预紧螺栓位于所述压电换能器的一端。
2.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述压电换能器中段位置设有一组环形压电陶瓷片，信号源输入高频正弦信号至所述环形压电陶瓷片，通过功率放大转变为电信号，从而在特定谐振频率下传递至所述异形变幅杆产生一阶纵向振动。
3.根据权利要求3所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述环形压电陶瓷片数量可取二片或二的倍数片，相邻两片所述环形压电陶瓷片中间夹持一片电极片，所述两片环形压电陶瓷片的极化方向相反。
4.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，信号源输入高频正弦信号至所述第一压电陶瓷片，经过功率放大在所述异形变幅杆末端产生径向弯曲振动。
5.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述法兰盘安装在振幅为零的节点位置。
6.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述法兰盘上对称设有两孔位用于装夹。
7.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述异形变幅杆外形上部为圆柱体，下部为长方体；所述异形变幅杆的圆柱体部分用于安装所述法兰盘。
8.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述法兰盘两侧对称设有两用于安装的孔位。
9.根据权利要求1所述的钻头超声电镀装置，其特征在于，所述第一压电陶瓷片通过粘合剂对称粘贴在所述异形变幅杆外形呈长方体部分的两侧，所述第一陶瓷片极化方向相同。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述装置的钻头超声电镀方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：对所述压电换能器施加激励信号；
S2：对所述第一压电陶瓷片施加激励信号；
S3：将所述钻头放入电解液进行电镀。
CN202210586052.6A 2022-05-27 2022-05-27 一种钻头的超声电镀方法及装置 Pending CN115125602A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210586052.6A CN115125602A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种钻头的超声电镀方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210586052.6A CN115125602A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种钻头的超声电镀方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115125602A true CN115125602A (zh) 2022-09-30

Family

ID=83377466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210586052.6A Pending CN115125602A (zh) 2022-05-27 2022-05-27 一种钻头的超声电镀方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115125602A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101328600A (zh) * 2008-07-08 2008-12-24 河南科技大学 电铸复合加工装置及该装置用电铸槽
CN102527628A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 中国计量学院 一种大功率哑铃棒管式纵径复合振动超声波辐射器
CN203484326U (zh) * 2013-08-26 2014-03-19 苏州科技学院 单激励超声椭圆振动换能器
CN103882483A (zh) * 2014-04-11 2014-06-25 集美大学 高反光度微棱镜工作模制备装置及其制备方法
CN104842029A (zh) * 2015-04-17 2015-08-19 首都航天机械公司 一种用于超声电火花加工的工件附加超声振动装置
CN112059742A (zh) * 2020-09-04 2020-12-11 广州大学 一种压电异形变幅杆超声研抛装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101328600A (zh) * 2008-07-08 2008-12-24 河南科技大学 电铸复合加工装置及该装置用电铸槽
CN102527628A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 中国计量学院 一种大功率哑铃棒管式纵径复合振动超声波辐射器
CN203484326U (zh) * 2013-08-26 2014-03-19 苏州科技学院 单激励超声椭圆振动换能器
CN103882483A (zh) * 2014-04-11 2014-06-25 集美大学 高反光度微棱镜工作模制备装置及其制备方法
CN104842029A (zh) * 2015-04-17 2015-08-19 首都航天机械公司 一种用于超声电火花加工的工件附加超声振动装置
CN112059742A (zh) * 2020-09-04 2020-12-11 广州大学 一种压电异形变幅杆超声研抛装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郑关林 等，: "超声波技术在微小型连接器深孔镀金研制中的应用", 光纤与电缆及其应用技术 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101259465B (zh) 一种弯扭模式转换型超声波扭转振动换能器
CN102071927B (zh) 一种圆柱环形结构的压电陶瓷电声换能器
CN209681728U (zh) 一种超声振动切削刀柄
CN102527628B (zh) 一种大功率哑铃棒管式纵径复合振动超声波辐射器
CN113334648B (zh) 一种高频椭圆振动切削系统及方法
CN203197686U (zh) 一种超声加工刀柄
CN112974871B (zh) 一种考虑局部结构的超声变幅杆数控修正结构及其修正方法
CN108918014B (zh) 夹心式纵振换能器装配在线监测及施加预紧力方法及装置
CN109499829B (zh) 基于声子晶体槽的超声波振动系统及其径向振动抑制方法
CN109701857A (zh) 适应频率漂移的微宽频功率超声换能器
CN109176167A (zh) 基于局部共振理论的超声平面磨削方法及系统
CN110976258A (zh) 一种沿垂直刀杆方向的双激励超声椭圆振动切削装置
CN115125602A (zh) 一种钻头的超声电镀方法及装置
CN104259288A (zh) 一种用于增厚圆盘形板坯轮缘的超声旋压装置及方法
CN205341214U (zh) 双激励压电超声换能器
CN202715536U (zh) 一种大功率哑铃棒管式纵径复合振动超声波辐射器
CN206951534U (zh) 一种空心圆锥型功率超声变幅杆
CN109175415A (zh) 新型纵-弯复合空间椭圆振动的超声车削方法及装置
CN212301429U (zh) 一种超声拉伸试验装置
CN116213232A (zh) 一种超声扭振装置
CN111036758A (zh) R-l纵弯复合振动异形孔冲削系统
CN109909533A (zh) 一种智能纵扭复合超声铣削装置
CN112605250A (zh) 一种超声振动辅助铝合金时效成形的装置
CN212470166U (zh) 超声波焊接装置
CN114523578A (zh) 单激励纵扭复合二维超声切削装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination