一种电镀金刚石线锯制备实验台的制作方法

本发明涉及一种可采用不同张紧力和走丝速度制备电镀金刚石线锯的实验台，属于电镀金刚石锯丝制造技术领域。

背景技术：

电镀金刚石线锯是用复合电镀的方法，一般以镍为结合剂，将高耐磨性、高硬度的金刚石磨料固结在金属丝表面而制成的切割工具。电镀金刚石线锯具有切割效率高、材料损耗少、环境污染小等优点，被广泛地应用于硅材料、蓝宝石、精密陶瓷、光学玻璃等脆性材料切割。

电镀金刚石线锯在实际生产中，其母线钢丝需要以一定的移动速度在电镀槽中完成预镀、上砂镀和加厚镀等电镀工序，而且钢丝在移动过程中需要施加张紧力对其进行张紧，使母线钢丝始终保持一种拉应力的状态。电镀生产中钢丝的移动速度和张紧力大小影响电镀金刚石线锯最终的成品质量，因此采用不同母线移动速度和张紧力制备电镀金刚石线锯时，需要分析采用不同数值对成品锯丝质量的影响，探索相匹配的母线移动速度和张紧力等工艺参数。

目前，企业生产的电镀金刚石线锯所使用的母线材质和直径、移动速度和张紧力等工艺参数都不尽相同，这些探索性的工作通常需要企业在现有电镀金刚石线锯的生产线上经过长时间的生产实践探索，通过改变母线移动速度和张紧力等参数来分析对金刚石线锯质量的影响规律，从而获得适宜的生产参数。而实际的电镀金刚石线锯的生产线通常几十米长，结构复杂，操作麻烦，改变生产工艺及相关参数来探索最优生产条件会耗费大量的人力、物力和时间等，增加企业运营成本。

技术实现要素：

本发明针对现有技术在获取电镀过程中母线移动速度和张紧力工艺参数对金刚石线锯成品质量的影响规律以得到最优生产条件方面存在的不足，提供一种结构简单，操作简便的制备电镀金刚石线锯的实验台，该实验台可以用来设置不同的钢丝移动速度和张紧力制备电镀金刚石线锯，用于探索使用不同直径、不同材质的钢丝母线制备电镀金刚石线锯时的最优钢丝移动速度和张紧力这些工艺参数。

本发明的电镀金刚石线锯制备实验台，采用以下技术方案：

一种电镀金刚石线锯制备实验台，包括电镀槽、机架、水平运动机构和横梁，电镀槽设置在机架的下部，横梁设置在机架上并位于电镀槽的上方，水平运动机构设置在横梁上；所述水平运动机构包括水平往复移动机构和锯丝支架，锯丝支架安装在所述横梁上并与水平往复移动机构连接，水平往复移动机构设置在横梁上，锯丝支架的两端分别设置张紧力调节机构和张紧力检测机构。

所述电镀槽的侧壁悬挂有钛篮，钛篮中装有镍珠，钛篮接通电源的正极。

所述水平往复移动机构采用齿轮齿条机构，包括齿轮、齿条和电机，齿轮安装在电机上，电机固定安装在横梁上，齿条固定在锯丝支架上。电机带动齿轮转动，利用齿轮与齿条的啮合运动带动锯丝支架在横梁上往复直线运动。

所述张紧力调节机构包括外壳和移动杆，外壳固定安装在锯丝支架上，外壳上设置有调节杆，外壳内设置有弹簧，移动杆的一端在外壳内并处于弹簧和调节杆之间，移动杆的另一端伸出外壳并设置有绕线柱。

所述张紧力检测机构采用力传感器，力传感器与数据采集器连接，数据采集器进行数据采集，可通过显示设备以数字形式显示张紧力的大小。

所述锯丝支架上在张紧力调节机构和张紧力检测机构之间设置有固定杆，固定杆上通过转轴安装有导轮。

工作时，电镀槽中盛有镀液，电镀槽中的钛篮与电源的正极相连，将金属丝连接在张紧力调节机构和张紧力检测机构之间，金属丝浸入镀液中，金属丝与电源的负极相连；调整横梁的高度改变金属丝浸入镀液的深度，通过张紧力调节机构调整金属丝一端的水平位置，以改变对金属丝施加的张紧力，通过往复移动机构带动锯丝支架及其上的金属丝往复直线运动，进行电镀实验。

本发明结构简单、易于安装和调节、占地面积小、测试操作便捷，能够实现不同走丝速度、不同张紧力以及其他不同工艺参数下的锯丝制备电镀实验，可以用来探索不同直径及材质的钢丝制备电镀金刚石锯丝时的最优母线移动速度、张紧力和其他工艺参数等,为科学研究和工业生产提供相关的实验依据和技术支持。

附图说明

图1是本发明电镀金刚石线锯制备实验台的结构示意图。

图2是本发明中张紧力调节装置的A-A剖面图。

图中：1.电镀槽；2.绕线柱；3.移动杆；4.机架；5.张紧力调节座；6.齿条；7.齿轮；8.锯丝支架；9.力传感器；10.活动横梁；11.固定杆；12.金属线；13.导轮；14.钛篮；15.镍珠；16.镀液；17.调节杆；18.外壳；19.弹簧。

具体实施方式

本发明的电镀金刚石线锯制备实验台，如图1所示，包括电镀槽1、机架4、水平运动机构、活动横梁10和张紧力调节及检测机构。电镀槽1设置在机架4的底部，电镀槽1的侧壁悬挂有钛篮14，钛篮14中装有镍珠15，钛篮14接通电源的正极。活动横梁10设置在机架4上部，并位于电镀槽1上方，水平运动机构设置在活动横梁10上，张紧力调节及检测机构设置在水平运动机构上。

工作时，电镀槽中盛有镀液，根据实验的需要安装钢丝，钢丝浸入镀液中接负极电源。并按照实验要求对钢丝施加一定张紧力及设置移动速度。根据实验要求通过调节螺栓改变杆的水平位置来调节钢丝张紧力的大小，因此可以根据实验要求改变施加在钢丝上的张紧力。根据齿轮齿条机构运动规律设置电机的转速实现钢丝的往复匀速运动。锯丝制备中根据工艺要求启动电机使钢丝往复直线运动进行电镀实验，可以根据实验要求改变钢丝的速度和张紧力大小，模拟产线不同走丝速度和张紧力的电镀工艺状态。

水平运动机构包括水平往复移动机构和锯丝支架8，锯丝支架8安装在活动横梁10上并与水平往复移动机构连接，水平往复移动机构设置在活动横梁10上。水平往复移动机构采用齿轮齿条机构，包括齿轮7、齿条6和伺服电机(图中未画出)，齿轮7安装在伺服电机上，伺服电机固定安装在机架4上，齿条6固定在锯丝支架8上，伺服电机带动齿轮7转动，利用齿轮7与齿条6的啮合运动带动锯丝支架8在活动横梁10上往复直线运动。根据齿轮齿条机构运动规律设置伺服电机的转速曲线，实现锯丝支架8上金属丝12的匀速运动。

锯丝支架8的下方设置有张紧力调节机构5和张紧力检测机构。张紧力调节机构5设置在锯丝支架8的一端(图1中左端)。张紧力检测机构设置在锯丝支架8的另一端，张紧力检测机构采用力传感器9，力传感器9与数据采集器连接，数据采集器进行数据采集，可通过显示设备以数字形式显示张紧力的大小。

如图2所示，张紧力调节机构5包括外壳18和移动杆3。外壳18通过螺钉固定安装在锯丝支架8上，外壳18上设置有调节杆17，外壳18内设置有弹簧19，调节杆17可采用螺栓。移动杆3的一端在外壳18内并处于弹簧19和调节杆17之间，弹簧19始终处于压紧状态，将移动杆3压紧，并通过移动调节杆17改变移动杆3的水平位置。移动杆3的另一端朝下伸出外壳18，该端底部设置绕线柱2，绕线柱2为金属材质。

锯丝支架8上在张紧力调节机构5和张紧力检测机构之间设置有固定杆11，固定杆11上通过转轴安装有导轮13，导轮13与固定杆11为铰接。

在绕线柱2与力传感器9之间连接金属丝12，金属丝12的一端通过螺钉压紧固定在绕线柱2上，另一端绕过导轮13与力传感器9连接。通过调整螺栓17的位置实现移动杆3的左右直线移动，以此来改变金属丝12张紧力。金属丝12与电源的负极相连。

上述实验台的工作过程如下：

电镀槽1中盛有镀液16。根据实验需要安装金属丝12，使金属丝12连接在绕线柱2与力传感器9之间，金属丝12浸入镀液16中。调整活动横梁10的高度来改变金属丝12浸入镀液16的深度。根据实验要求调整调节杆17改变移动杆3的水平位置，以改变对金属丝12施加的张紧力。张紧力的数值可通过数据采集器进行数据采集，可通过显示设备以数字形式显示张紧力的大小。启动伺服电机，通过往复移动机构带动锯丝支架8及其上的金属丝12往复直线运动，进行电镀实验，根据实验要求设置金属丝12的移动速度，模拟生产线上母线不同走丝速度的电镀制备工艺。

本发明中涉及的电镀槽的支撑方式、电镀槽中镀液的循环、加热及温控方式、电镀阳极悬挂及摆放方式、外接电源方式等可采用现有技术实现。