一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备论文和设计-周斌

全文摘要

本实用新型公开了一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，涉及金刚石切割线锯生产设备技术领域，用于解决现有生产设备中上砂装置由于电镀液的流动，导致金刚石微粒在钢线表面的分散的不均匀和堆积的问题。上砂装置包括导轮组和上砂槽，上砂槽设于导轮组下方，上砂槽包括上砂上位槽和上砂下位槽，上砂上位槽水平高度大于上砂下位槽，上砂下位槽为上大下小的结构，本技术方案设置上砂上位槽位置高于上砂下位槽，上砂下位槽结构为上大下小，利用上下位槽高度差回液，电镀液中的金刚石微粒在旋流作用下保持悬浮状态并且分布均匀，保证了在上砂过程中，金刚石微粒在钢线表面的分散均匀和减少金刚石微粒的堆积。

主设计要求

1.一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，包括串联连接的放线装置(1)、前处理装置(2)、上砂装置(3)、加固装置(4)、加厚装置(5)、后处理装置(6)和收线装置(7)，所述上砂装置(3)包括导轮组(9)和上砂槽(10)，所述上砂槽(10)设于导轮组(9)下方，其特征在于，所述上砂槽(10)包括上砂上位槽(16)和上砂下位槽(17)，所述上砂上位槽(16)内设有传动导电装置和悬浮搅拌叶轮(18)，所述悬浮搅拌叶轮(18)上端与导轮组(9)连接，下端延伸到上砂上位槽(16)内部，所述上砂上位槽(16)水平高度大于上砂下位槽(17)，所述上砂下位槽(17)为上大下小的结构，所述上砂下位槽(17)底部设有底流口(19)，中部两侧设有回流口(20)，所述上砂下位槽(17)中心设有与底流口(19)连通的液下泵(21)，所述液下泵(21)出口和回流口(20)均与上砂上位槽(16)之间通过管道连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述上砂上位槽(16)左右均设置有溢流隔板(22)，所述溢流隔板(22)外侧形成回液缓冲槽区(23)，内侧形成上砂电镀槽区(24)，所述溢流隔板(22)上端设置倒圆弧角。

3.根据权利要求1所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述上砂装置(3)还包括主架(8)，所述主架(8)顶部安装有第一支架(11)，所述导轮组(9)设置在第一支架(11)上平面，所述第一支架(11)下方设有第二支架(15)，所述上砂上位槽(16)安装在第二支架(15)上平面。

4.根据权利要求1或3所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述传动导电装置包括主动导电阴极辊(12)、从动导电阴极辊(13)和第一支架(11)底面设有的若干上砂钛篮(14)，所述主动导电阴极辊(12)安装在导轮组(9)下方出线端且与导轮组(9)旋转连接，从动导电阴极辊(13)安装在导轮组(9)下方进线端且与导轮组(9)旋转连接的，所述主动导电阴极辊(12)与从动导电阴极辊(13)并联连接，所述若干上砂钛篮(14)并联连接。

5.根据权利要求1所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述上砂下位槽(17)上部为圆柱形，下部为圆锥形。

6.根据权利要求1所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述上砂下位槽(17)底部底流口(19)上方安置一个十字隔板(27)。

7.根据权利要求4所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述上砂钛篮(14)上端安装有支撑板(25)，所述支撑板(25)与第一支架(11)之间安装有用于绝缘的上砂绝缘木板(26)。

8.根据权利要求3所述的一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，其特征在于：所述主架(8)内侧设有滑轨(28)，所述第二支架(15)与主架(8)之间设有与滑轨(28)配合的滑块(29)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及金刚石切割线锯生产设备技术领域，具体涉及一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备。

背景技术

电镀金刚石切割线锯在半导体材料如硅、碳化硅、Ⅲ‐Ⅴ族化合物（砷化镓、磷化铟等）及硅化物、陶瓷、玻璃、蓝宝石、水晶、磁性材料、玉石等贵重硬脆材料的高速高精度切割加工上的应用快速发展，具有效率高、成本低、切缝窄、污染小的优点，这就要求电镀金刚石切割线锯生产设备能够高速稳定地生产出高质量符合要求的产品。电镀金刚石线锯上砂方式分为埋砂法、落砂法和刷镀法等多种方法，埋砂法是将锯丝基体埋入砂槽中，轻轻晃动砂槽使金刚石微粒与锯丝基体紧密接触，确保上砂均匀，落砂法是采用搅拌的方法使金刚石微粒悬浮在镀液中对锯丝基体进行上砂的方法，而刷镀法是在电镀槽内加置毛刷，通过毛刷的转动完成上砂。金刚石微粒因其本身的特性，需要不断的搅拌才能保证其在电镀液中均匀分散，故在生产过程中需要在上砂槽内设置搅拌装置，使金刚石微粒悬浮于镀液中与钢丝线基体接触，然而在镀液搅拌过程中，会不可避免的引起镀液的流动，导致金刚石微粒在钢线表面的分散的不均匀，线锯产品质量无法保证。

实用新型内容

本实用新型目的是旨在提供了一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，通过设置上砂上位槽位置高于上砂下位槽，上砂下位槽结构为上大下小，利用上下位槽高度差回液，电镀液中的金刚石微粒在旋流作用下保持悬浮状态并且分布均匀，保证了在上砂过程中，金刚石微粒在钢线表面的分散均匀和减少金刚石微粒的堆积。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，包括串联连接的放线装置、前处理装置、上砂装置、加固装置、加厚装置、后处理装置和收线装置，上砂装置包括导轮组和上砂槽，所述上砂槽设于导轮组下方，所述上砂槽包括上砂上位槽和上砂下位槽，所述上砂上位槽内设有传动导电装置和悬浮搅拌叶轮，所述悬浮搅拌叶轮上端与导轮组连接，下端延伸到上砂上位槽内部，所述上砂上位槽水平高度大于上砂下位槽，所述上砂下位槽为上大下小的结构，所述上砂下位槽底部设有底流口，中部两侧设有回流口，所述上砂下位槽中心设有与底流口连通的液下泵，所述液下泵出口和回流口均与上砂上位槽之间通过管道连接。

采用上述技术方案的实用新型，包括串联连接的放线装置、前处理装置、上砂装置、加固装置、加厚装置、后处理装置和收线装置，未处理的金属线材从放线装置进入设备，经过层层处理，制备成金刚石切割线锯在收线装置收集；上砂装置包括导轮组和上砂槽，上砂槽设于导轮组下方，上砂槽包括上砂上位槽和上砂下位槽，上砂上位槽内设有传动导电装置和悬浮搅拌叶轮，悬浮搅拌叶轮上端与导轮组连接，下端延伸到上砂上位槽内部，传动导电装置使得线材在装置内部行进，金刚石微粒附着在线材上，悬浮搅拌叶轮不断搅拌，使金刚石微粒在电镀液中分散；上砂上位槽水平高度大于上砂下位槽，上砂下位槽为上大下小的结构，上砂下位槽底部设有底流口，中部两侧设有回流口，上砂下位槽中心设有与底流口连通的液下泵，液下泵出口和回流口均与上砂上位槽之间通过管道连接，上砂上位槽和上砂下位槽内装有电镀液，电镀液含有金刚石微粒，在上砂过程中，循环的电镀液经过管道流到上砂下位槽回流口，电镀液在一定的高度差压力作用下沿内壁向下切向流回上砂下位槽冲击形成高速旋流，产生离心场，由于金刚石微粒和电镀液密度不同，粗细颗粒之间的粒度差异，在离心力，向心浮力，液体曳力作用下，金刚石微粒被甩向四周，在上方电镀液推动下沿内壁向下运动，形成向下的外旋流，由于上砂下位槽下部为上大下小结构，金刚石微粒的切向转动速度随半径的不断缩小而越来越快，到达底流口，上砂上位槽中间设有液下泵，开启液下泵，电镀液通过底流口经过管道被循环送入上砂上位槽中，在上砂下位槽中的旋流作用下，金刚石微粒在电镀液中保持悬浮状态，分布均匀。

进一步限定，所述上砂上位槽左右设置有溢流隔板，所述溢流隔板外侧形成回液缓冲槽区，内侧形成上砂电镀槽区，所述溢流隔板上端设置倒圆弧角，溢流隔板可以使溢流镀液将停留在溢流隔板上的金刚石微粒携带到回液缓冲槽区中再流回上砂下位槽中旋流搅拌，实现金刚石微粒在镀液中的重新分布，减少金刚石微粒堆积，避免了金刚石微粒的浪费，提高金刚石微粒的利用率，节省成本。

进一步限定，所述上砂装置还包括主架，所述主架顶部安装有第一支架，所述导轮组设置在第一支架上平面，所述第一支架下方设有第二支架，所述上砂上位槽安装在第二支架上平面，主架上设置第一支架放置导轮组，设置第二支架放置上砂上位槽，使得设备结构更加稳定。

进一步限定，所述传动导电装置包括主动导电阴极辊、从动导电阴极辊和第一支架底面设有的若干上砂钛篮，所述主动导电阴极辊安装在导轮组下方出线端且与导轮组旋转连接，从动导电阴极辊安装在导轮组下方进线端且与导轮组旋转连接的，所述主动导电阴极辊与从动导电阴极辊并联连接，所述若干上砂钛篮并联连接；主动导电阴极辊与从动导电阴极辊并联连接后与电源负极连接，若干上砂钛篮并联连接后与电源正极连接，由于导轮组下方出线端旋转连接有主动导电阴极辊，下方进线端旋转连接有从动导电阴极辊，导轮组转动带动主动导电阴极辊和从动导电阴极辊转动，牵引线材在设备中行进，主动导电阴极辊和从动导电阴极辊上绕有多圈线材，主动导电阴极辊与从动导电阴极辊并联连接后与电源负极连接，从而使得线材获得一个负电位，上砂钛篮外部套有阳极袋，若干上砂钛篮相互并联连接后与电源正极连接，获得一个正电位。开启电源，上砂钛篮配合主动导电阴极辊和从动导电阴极辊，在上砂钛篮和线材之间形成稳定的电位差，使得金刚石微粒可以在电位差的作用下有序地附着在线材表面。

进一步限定，所述上砂下位槽上部为圆柱形，下部为圆锥形，在液下泵停止或未启动时，圆柱体部分有助于缓冲存储电镀液，而下部设置为圆锥形，圆锥形半径从上到下依次缩小，使得上砂下位槽的旋流作用达到最优。

进一步限定，上砂钛篮上端安装有支撑板，所述支撑板与第一支架之间安装有用于绝缘的上砂绝缘木板，因为上砂钛篮具有导电性，使用上砂绝缘木板可以避免电路短接问题，保证工作人员的安全。

进一步限定，所述上砂下位槽底部底流口上方安置一个十字隔板，由于电镀液在产生涡流时沿径向的压力分布不均匀，越接近轴线的地方越小，而至轴线时趋于零，成为低压区甚至成为真空区，导致电镀液趋向于轴线方向移动，同时由于锥体半径的不断缩小，上砂下位槽顶部处于低压区，而使一部分电镀液向其运动，形成向上的内旋流，为了避免内旋流对外旋流的影响，在上砂下位槽底部底流口上方安置一个十字隔板，阻止内旋流运动。

进一步限定，所述主架内侧设有滑轨，所述第二支架与主架之间设有与滑轨配合的滑块，可使用涡轮丝杆升降机来使第二支架沿着滑轨升降，以此来调节上砂上位槽与上砂下位槽之间的高度差。

本实用新型相比现有技术，通过设置上砂上位槽位置高于上砂下位槽，上砂下位槽为上大下小结构，上砂下位槽底部设有底流口，中部设有回流口，上砂上位槽水平高度大于上砂下位槽，上砂上位槽中心设有与底流口连通的液下泵，液下泵出口和回流口均与上砂上位槽之间通过管道连接，上砂上位槽和上砂下位槽内装有电镀液，利用上下位槽高度差回液，电镀液中的金刚石微粒在旋流作用下保持悬浮状态并且分布均匀，保证了在上砂过程中，金刚石微粒在钢线表面的分散均匀和减少金刚石微粒的堆积。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型上砂装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型上砂装置的内部结构示意图；

图4为本实用新型上砂钛篮的安装示意图。

主要元件符号说明如下：

1、放线装置；2、前处理装置；3、上砂装置；4、加固装置；5、加厚装置；6、后处理装置；7、收线装置；8、主架；9、导轮组；10、上砂槽；11、第一支架；12、主动导电阴极辊；13、从动导电阴极辊；14、上砂钛篮；15、第二支架；16、上砂上位槽；17、上砂下位槽；18、悬浮搅拌叶轮；19、底流口；20、回流口；21、液下泵；22、溢流隔板；23、回液缓冲槽区；24、上砂电镀槽区；25、支撑板；26、上砂绝缘木板；27、十字隔板；28、滑轨；29、滑块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1、2、3、4所示，一机单线环保电镀金刚石切割线锯生产设备，包括串联连接的放线装置1、前处理装置2、上砂装置3、加固装置4、加厚装置5、后处理装置6和收线装置7，所述上砂装置3包括导轮组9和上砂槽10，所述上砂槽10设于导轮组9下方，所述上砂槽10包括上砂上位槽16和上砂下位槽17，所述上砂上位槽16内设有传动导电装置和悬浮搅拌叶轮18，所述悬浮搅拌叶轮18上端与导轮组9连接，下端延伸到上砂上位槽16内部，所述上砂上位槽16水平高度大于上砂下位槽17，所述上砂下位槽17为上大下小的结构，所述上砂下位槽17底部设有底流口19，中部两侧设有回流口20，所述上砂下位槽17中心设有与底流口19连通的液下泵21，所述液下泵21出口和回流口20均与上砂上位槽16之间通过管道连接；所述上砂上位槽16左右均设置有溢流隔板22，所述溢流隔板22外侧形成回液缓冲槽区23，内侧形成上砂电镀槽区24，所述溢流隔板22上端设置倒圆弧角；所述上砂装置3还包括主架8，所述主架8顶部安装有第一支架11，所述导轮组9设置在第一支架11上平面，所述第一支架11下方设有第二支架15，所述上砂上位槽16安装在第二支架15上平面；所述传动导电装置包括主动导电阴极辊12、从动导电阴极辊13和第一支架11底面设有的若干上砂钛篮14，所述主动导电阴极辊12安装在导轮组9下方出线端且与导轮组9旋转连接，从动导电阴极辊13安装在导轮组9下方进线端且与导轮组9旋转连接的，所述主动导电阴极辊12与从动导电阴极辊13并联连接，所述若干上砂钛篮14并联连接；所述上砂下位槽17上部为圆柱形，下部为圆锥形；所述上砂下位槽17底部底流口19上方安置一个十字隔板27；所述上砂钛篮14上端安装有支撑板25，所述支撑板25与第一支架11之间安装有用于绝缘的上砂绝缘木板26；所述主架8内侧设有滑轨28，所述第二支架15与主架8之间设有与滑轨28配合的滑块29。

本实施例中，包括串联连接的放线装置1、前处理装置2、上砂装置3、加固装置4、加厚装置5、后处理装置6和收线装置7，未处理的金属线材从放线装置1进入设备，经过层层处理，制备成金刚石切割线锯在收线装置7收集；上砂装置3包括主架8、导轮组9和上砂槽10，上砂槽10设于导轮组9下方，上砂槽10包括上砂上位槽16和上砂下位槽17，上砂上位槽16内设有传动导电装置和悬浮搅拌叶轮18，悬浮搅拌叶轮18上端与导轮组9连接，下端延伸到上砂上位槽16内部，主架8顶部设有第一支架11，导轮组9设置在第一支架11上平面，传动导电装置包括主动导电阴极辊12、从动导电阴极辊13和第一支架11底面设有的若干上砂钛篮14，主动导电阴极辊12安装在导轮组9下方出线端且与导轮组9旋转连接，从动导电阴极辊13安装在导轮组9下方进线端且与导轮组9旋转连接的，主动导电阴极辊12与从动导电阴极辊13并联连接，若干上砂钛篮14并联连接，主动导电阴极辊12与从动导电阴极辊13并联连接后与电源负极连接，上砂钛篮14并联连接后与电源正极连接，由于导轮组9下方出线端旋转连接有主动导电阴极辊12，下方进线端旋转连接有从动导电阴极辊13，导轮组9转动带动主动导电阴极辊12和从动导电阴极辊13转动，牵引线材在设备中行进，主动导电阴极辊12和从动导电阴极辊13上绕有多圈线材，主动导电阴极辊12与从动导电阴极辊13并联连接后与电源负极连接，从而使得线材获得一个负电位，上砂钛篮外部套有阳极袋，若干上砂钛篮14相互并联连接后与电源正极连接，获得一个正电位。开启电源，上砂钛篮14配合主动导电阴极辊12和从动导电阴极辊13，在上砂钛篮14和线材之间形成稳定的电位差，在悬浮搅拌叶轮18的搅拌下，使得金刚石微粒可以在电位差的作用下有序地附着在线材表面，上砂钛篮14上端安装有支撑板25，支撑板25与第一支架11之间安装有用于绝缘的上砂绝缘木板26，因为上砂钛篮14具有导电性，使用上砂绝缘木板26可以保证工作人员的安全；第一支架11下方设有第二支架15，上砂上位槽16安装在第二支架15上平面，第一支架11底面设有悬浮搅拌叶轮18，悬浮搅拌叶轮18延伸到上砂上位槽16内部，上砂上位槽16左右设置有溢流隔板22，溢流隔板22外侧形成回液缓冲槽区23，内侧形成上砂电镀槽区24，溢流隔板22上端设置倒圆弧角，溢流隔板22可以使溢流镀液将停留在溢流隔板22上的金刚石微粒携带到回液缓冲槽区23中再流回上砂下位槽17中旋流搅拌，实现金刚石微粒在镀液中的重新分布，减少金刚石微粒堆积，避免了金刚石微粒的浪费，提高金刚石微粒的利用率，节省成本；上砂上位槽16水平高度大于上砂下位槽，上砂下位槽17上部为圆柱形，下部为圆锥形，在液下泵21停止或未启动时，圆柱体部分有助于缓冲存储电镀液，上砂下位槽底部设有底流口19，中部两侧设有回流口20，上砂下位槽17中心设有与底流口19连通的液下泵21，液下泵21出口和回流口20均与上砂上位槽16之间通过管道连接，上砂上位槽16和上砂下位槽内装有电镀液，电镀液含有金刚石微粒，在上砂过程中，循环的电镀液经过管道流到上砂下位槽回流口20，电镀液在一定的高度差压力作用下沿圆锥形内壁向下切向流回上砂下位槽17圆锥形部分冲击形成高速旋流，产生离心场，由于金刚石微粒和电镀液密度不同，粗细颗粒之间的粒度差异，在离心力，向心浮力，液体曳力作用下，金刚石微粒被甩向四周，在上方电镀液推动下沿内壁向下运动，形成向下的外旋流，由于上砂下位槽17下部为锥形结构，金刚石微粒的切向转动速度随锥体半径的不断缩小而越来越快，到达底流口19，上砂上位槽16中心设有液下泵21，开启液下泵21，电镀液通过底流口19经过管道被循环送入上砂上位槽16中，在上砂下位槽17中的旋流作用下，金刚石微粒在电镀液中保持悬浮状态，分布均匀，上砂下位槽17底部底流口19上方安置一个十字隔板27，由于电镀液在产生涡流时沿径向的压力分布不均匀，越接近轴线的地方越小，而至轴线时趋于零，成为低压区甚至成为真空区，导致电镀液趋向于轴线方向移动，同时由于锥体半径的不断缩小，上砂下位槽17顶部处于低压区，而使一部分电镀液向其运动，形成向上的内旋流，为了避免内旋流对外旋流的影响，在上砂下位槽17底部底流口19上方安置一个十字隔板27，阻止内旋流运动；主架8内侧设有滑轨28，第二支架15与主架8之间设有与滑轨28配合的滑块29，可使用涡轮丝杆升降机来使第二支架15沿着滑轨28升降，以此来调节上砂上位槽16与上砂下位槽之间的高度差；上砂装置3利用物理旋流悬浮法和电化学反应方式相组合，实现了快速均匀水平上砂，有效提高金刚石切割线锯的生产质量。

本技术方案，包括串联连接的放线装置1、前处理装置2、上砂装置3、加固装置4、加厚装置5、后处理装置6和收线装置7，未处理的金属线材从放线装置1进入设备，经过层层处理，制备成金刚石切割线锯在收线装置7收集；上砂装置3包括导轮组9和上砂槽10，上砂槽10设于导轮组9下方，上砂槽10包括上砂上位槽16和上砂下位槽17，上砂上位槽16内设有传动导电装置和悬浮搅拌叶轮18，悬浮搅拌叶轮18上端与导轮组9连接，下端延伸到上砂上位槽16内部，传动导电装置使得线材在装置内部行进，金刚石微粒附着在线材上，悬浮搅拌叶轮18不断搅拌，使金刚石微粒在电镀液中分散；上砂上位槽16水平高度大于上砂下位槽17，上砂下位槽17为上大下小的结构，上砂下位槽17底部设有底流口19，中部两侧设有回流口20，上砂下位槽17中心设有与底流口19连通的液下泵21，液下泵21出口和回流口20均与上砂上位槽16之间通过管道连接，上砂上位槽16和上砂下位槽17内装有电镀液，电镀液含有金刚石微粒，在上砂过程中，循环的电镀液经过管道流到上砂下位槽17回流口20，电镀液在一定的高度差压力作用下沿内壁向下切向流回上砂下位槽17冲击形成高速旋流，产生离心场，由于金刚石微粒和电镀液密度不同，粗细颗粒之间的粒度差异，在离心力，向心浮力，液体曳力作用下，金刚石微粒被甩向四周，在上方电镀液推动下沿内壁向下运动，形成向下的外旋流，由于上砂下位槽17下部为上大下小结构，金刚石微粒的切向转动速度随半径的不断缩小而越来越快，到达底流口19，上砂上位槽16中间设有液下泵21，开启液下泵21，电镀液通过底流口19经过管道被循环送入上砂上位槽16中，在上砂下位槽17中的旋流作用下，金刚石微粒在电镀液中保持悬浮状态，分布均匀。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

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