一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置及其方法，包括滚筒滚动机构，滚筒滚动机构的一侧连接砂轮基体回转机构，砂轮基体回转机构用于带动滚筒滚动机构内部设置的砂轮基体进行回转，保证砂轮基体表面镀层沿周向方向的均匀性，滚筒滚动机构用于拨动化学镀液实现镀液中磨粒的均匀分散与悬浮，滚筒滚动机构的下方设置有套筒机构，滚筒滚动机构、砂轮基体回转机构和套筒机构均设置在底板上。采用化学镀槽滚动的方式实现磨粒的均匀分散与稳定悬浮，可以实现普通微细砂轮和结构化微细砂轮的精确制备。轮的精确制备。轮的精确制备。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置及其方法


[0001]本专利技术属于磨削加工
，具体涉及一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置及其方法。

技术介绍

[0002]具有微结构表面的光学功能元件可以优化光学系统、减小像差、减轻质量、缩小体积和实现集成，因而在国防兵器、航空航天、消费电子以及微电子等领域具有非常重要的应用价值和极其广阔的应用前景。玻璃模压为技术不但精度高、一致性好，还可实现集成化大批量低成本生产，因而是微结构光学元件最具潜力的制造技术。采用金刚石微细砂轮的磨削技术是保证模具表面微结构精度和表面质量的关键制造工艺。表面结构化的金刚石微细砂轮不但可以避免砂轮堵塞，还能通过优化磨粒形状和排布降低切屑厚度、改善工件材料受力状态，实现微结构的低损伤、高精度磨削。因此，结构化金刚石微细砂轮的制备是实现微结构光学元件制造的重要使能技术。
[0003]金刚石微细砂轮包含涂层砂轮和聚晶金刚石砂轮两类，其中前者具有更高的耐磨性，更加适用于硬脆微结构模具的磨削。涂层砂轮的基体材料一般采用硬质合金，首先采用电火花磨削和金刚石磨削实现砂轮基体的微型化，然后采用电镀、化学镀和化学气象沉积(CVD)在基体表面生长一层含有金刚石的涂层。在微细砂轮的涂层工艺中，电镀工艺由于简单可靠而得到了最为广泛的应用。然而，电镀层与基体的结合强度不足，且由于存在尖端效应，难以保证镀层在砂轮表面几何突变区域的均匀性，在制备结构化微细砂轮时精度难以保证。CVD多晶金刚石涂层砂轮将晶粒作为磨粒，可以保证极高的膜厚均匀性，从而制造出形状复杂的高精度微细砂轮，但是这种砂轮由于容屑空间较小而容易堵塞。近年来发展的化学镀金刚石砂轮，其涂层结合力一般优于电镀，切化学镀Ni
‑
P镀层致密、无孔，硬度、耐磨性和耐蚀性优于电镀镍，提高了金刚石砂轮的使用寿命。然而，镀液稳定性难以控制，寿命有限(60～120分钟)，这限制了粗粒度金刚石砂轮的制备，制约了砂轮制造成本的降低。此外，在采用化学镀制备金刚石微细砂轮的过程中，通过磁力搅拌的方式实现金刚石磨粒的悬浮，因此无法在结构化砂轮基体上沉积得到均匀厚度的镀层。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置及其方法，用于解决结构化砂轮镀层均匀性低、化学镀液镀速和稳定性低的技术问题。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，包括滚筒滚动机构，滚筒滚动机构的一侧连接砂轮基体回转机构，砂轮基体回转机构用于带动滚筒滚动机构内部设置的砂轮基体进行回转，保证砂轮基体表面镀层沿周向方向的均匀性，滚筒滚动机构用于拨动化学镀液实现镀液中磨粒的均匀分散与悬浮，滚筒滚动机构的下方设置有套筒机构，滚筒滚动机构、砂
轮基体回转机构和套筒机构均设置在底板上。
[0007]具体的，砂轮基体回转机构包括蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机通过联轴器与砂轮基体连接。
[0008]进一步到，蜗轮蜗杆减速电机安装在减速电机上支架上，减速电机上支架通过减速电机下支架与底板固定连接。
[0009]具体的，滚筒滚动机构包括滚筒，滚筒的一侧通过滚筒连接板和滚筒电机联轴器连接滚筒电机。
[0010]进一步到，滚筒电机安装于滚筒电机支架，滚筒电机支架与底板固定连接。
[0011]进一步到，滚筒外侧设置有滚筒柱面，滚筒的内侧等间隔排列有若干滚筒辐条，滚筒的一侧设置有滚筒外侧板，另一侧对应设置有滚筒内侧板，滚筒内侧板的中心位置处设置有滚筒连接柱，滚筒连接柱与滚筒连接板连接。
[0012]具体的，套筒机构包括套筒，滚筒滚动机构的滚筒设置在套筒内，套筒通过套筒支架与底板固定连接。
[0013]本专利技术的另一技术方案是，一种金刚石微细砂轮滚动化学镀方法，利用金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，包括以下步骤：
[0014]S1、配置含金刚石磨粒的化学镀液；
[0015]S2、对步骤S1配置的化学镀液进行回转搅拌；
[0016]S3、对砂轮基体进行清洗、酸洗和敏化活化处理，然后将砂轮基体浸没于步骤S2制备的化学镀液中，控制砂轮基体回转运动进行镍
‑
磷
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金刚石复合镀，完成金刚石微细砂轮滚动化学镀。
[0017]具体的，步骤S1中，化学镀液采用双络合剂和单稳定剂。
[0018]具体的，步骤S3中，镍
‑
磷
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金刚石复合镀过程中，控制镀液pH值控制为5.0～5.1。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0020]一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，通过砂轮基体的转动和化学镀液的滚动搅拌，可以实现结构化微细砂轮的制备。
[0021]进一步的，砂轮基体回转机构中，蜗轮蜗杆减速电机通过联轴节驱动砂轮基体进行低速转动，可以保证镀层沿周向方向的均匀性，而且该机构具有结构简单、成本低的优点。
[0022]进一步的，减速电机通过上支架和下支架固定在底板上，可以简单、可靠地实现砂轮基体回转机构的固定。
[0023]进一步的，滚筒滚动机构中，滚筒电机通过联轴器驱动滚筒进行滚动搅拌，不但可以实现金刚石磨粒在化学镀液中的均匀分散，而且保证了化学镀液中流场的随机性，提升了结构化微细砂轮表面镀层的均匀性。
[0024]进一步的，通过支架将滚筒电机与底板固定连接，可以简单、可靠地实现滚筒滚动机构的固定。
[0025]进一步的，通过在滚筒内圆柱面上设置若干滚筒辐条，可以简单、方便地利用重力实现化学镀液的充分搅拌。
[0026]进一步的，在套筒机构中，通过支架固定的套筒可以避免化学镀液泄露至滚动化学镀装置之外，防止污染环境和造成人员危害。
[0027]一种金刚石微细砂轮滚动化学镀方法，通过化学镀液回转搅拌、砂轮基体清洗、砂轮基体酸洗、砂轮基体敏化活化处理、镍
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磷
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金刚石复合镀等步骤实现实现普通微细砂轮与结构化微细砂轮快速制备。
[0028]综上所述，本专利技术结构简单，容易实现，能有效降低金刚石微细砂轮的制备成本。
[0029]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0030]图1为滚动化学镀装置的右侧结构示意图；
[0031]图2为滚动化学镀装置的左侧结构示意图；
[0032]图3为滚筒的左侧结构示意图；
[0033]图4为滚筒的左侧结构示意图。
[0034]其中：1.滚筒；2.蜗轮蜗杆减速电机；3.减速电机上支架；4.减速电机下支架；5.底板；6.套筒；7.套筒支架；8.滚筒电机支架；9.砂轮基体；10.减速电机联轴器；11.滚筒电机；12.滚筒电机联轴器；13.滚筒连接板；101.滚筒柱面；102.滚筒外侧板；103.滚筒辐条；104.滚筒连接柱；105.滚筒内侧板。
具体实施方式
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，其特征在于，包括滚筒滚动机构，滚筒滚动机构的一侧连接砂轮基体回转机构，砂轮基体回转机构用于带动滚筒滚动机构内部设置的砂轮基体(9)进行回转，保证砂轮基体(9)表面镀层沿周向方向的均匀性，滚筒滚动机构用于拨动化学镀液实现镀液中磨粒的均匀分散与悬浮，滚筒滚动机构的下方设置有套筒机构，滚筒滚动机构、砂轮基体回转机构和套筒机构均设置在底板(5)上。2.根据权利要求1所述的金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，其特征在于，砂轮基体回转机构包括蜗轮蜗杆减速电机(2)，蜗轮蜗杆减速电机(2)通过联轴器(10)与砂轮基体(9)连接。3.根据权利要求2所述的金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，其特征在于，蜗轮蜗杆减速电机(2)安装在减速电机上支架(3)上，减速电机上支架(3)通过减速电机下支架(4)与底板(5)固定连接。4.根据权利要求1所述的金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，其特征在于，滚筒滚动机构包括滚筒(1)，滚筒(1)的一侧通过滚筒连接板(13)和滚筒电机联轴器(12)连接滚筒电机(11)。5.根据权利要求4所述的金刚石微细砂轮滚动化学镀装置，其特征在于，滚筒电机(11)安装于滚筒电机支架(8)，滚筒电机支架(8)与底板(5)固定连接。6.根据权利要求4所述的金刚石微细砂轮滚动化学镀装置及其方法，其特征在于，滚筒(1)外侧设置有滚筒柱面(101)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李常胜，彭强，蒋庄德，孙林，丁建军，刘阳鹏，陈兆翔，仙丹，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：