权利要求
1.一种电铸
铜加工设备，其特征在于：包括支撑组件(1)、支撑组件(1)包括底板(101)、设置于底板(101)外部的储液座(102)、设置于储液座(102)顶部的输送组件(2)和调距组件(3);以及，
调距组件(3)包括双向螺杆(301)、转杆(302)和拉板(310)、开设于所述转杆(302)外壁的横槽(303)、开设于所述转杆(302)外部的螺旋槽(304)、设置于所述双向螺杆(301)外壁上的移动板(305)、设置于所述移动板(305)内部的滑套(307)、设置于所述滑套(307)一端的复位柱(308)和设置于所述复位柱(308)外部的推动板(309);其中，
所述螺旋槽(304)与横槽(303)相互连通，所述推动板(309)滑动连接于复位柱(308)外壁的复位槽内，当拉动拉板(310)时，所述拉板(310)通过与螺旋槽(304)的滑动连接，带动转杆(302)进行旋转，从而实现双向螺杆(301)的转动动作。
2.如权利要求1所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述滑套(307)的内部滑动连接有滑柱(306)，所述滑套(307)活动设置在移动板(305)的内部。
3.如权利要求1所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述输送组件(2)包括往复螺杆(201)和限位转杆(202)，所述往复螺杆(201)的外壁上螺纹连接有滑动连接至限位转杆(202)外壁上的固定座(211)。
4.如权利要求3所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述固定座(211)的一侧外壁上通过设置有主动杆(204)，所述主动杆(204)和限位转杆(202)的外壁上设置有相互啮合的斜齿轮(203)。
5.如权利要求1所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述输送组件(2)还包括安装座(210)和螺杆(205)，所述安装座(210)的内部和主动杆(204)的顶端均设置有锥形齿轮(206)，所述安装座(210)内部所设置的锥形齿轮(206)与螺杆(205)呈滑动连接。
6.如权利要求5所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述螺杆(205)的一端固定连接有移动套(207)，所述移动套(207)设置于锥形齿轮(206)之间。
7.如权利要求6所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述移动套(207)的两侧凹槽内插接有弹簧(208)，所述弹簧(208)位于移动套(207)内部的一端与移动套(207)呈固定连接。
8.如权利要求7所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述弹簧(208)相互远离的一端设置有卡扣(209)，所述卡扣(209)与锥形齿轮(206)一端的卡槽相匹配。
9.如权利要求5所述的一种电铸铜加工设备，其特征在于：所述螺杆(205)的外壁上螺纹连接有装配板(212)，所述装配板(212)的高度高于推动板(309)。
10.一种电铸铜成型加工设备，其特征在于：包括权利要求1至9所述一种电铸铜成型方法，具体步骤如下：
S1：
铝基座预处理，选用6061
铝合金棒材，经CNC精密加工成型，控制表面粗糙度Ra≤0.1μm;加工后采用草酸或硫酸
电解液进行阳极氧化处理，形成厚度5-10μm的氧化膜，以增强后续电铸铜层与铝基体的结合强度;
S2：电铸铜层沉积，以S1制备的铝基体为阴极，以含磷 0.02% 的磷铜为阳极，在酸性硫酸铜溶液中进行电铸作业;其中，酸性硫酸铜溶液按如下组分及浓度配置：硫酸铜 220-300g/L、硫酸 60-70g/L、氯离子 0.05g/L、0.5-2mL/L 聚二硫二丙烷磺酸钠;电铸过程中控制温度在 20-30℃，电流密度为 5-20A/dm²，阴极移动速度为 15 次 /min，电铸时间持续10-15 小时，最终在铝基体表面获得厚度 3.0-4.0mm 的铜层;
S3：复合体精密机加工，采用精密车削工艺对S2所得电铸复合体进行外形精加工，以铝基座外圆及预留端面为定位基准与夹紧面;控制切削参数：单刀切削量0.05-0.15mm、切削速度14.4mm/s，加工后铜层表面粗糙度达Ra0.1μm，并精准加工至预设的铜层双面厚度及外圆直径，为后续铝基座溶解做准备;
S4：铝基选择性化学蚀除，配制蚀刻液：20-50g/L氢氧化钠溶液，添加3-8g/L铜离子络合剂;将S3加工后的复合体置于该液中，控制条件：温度50-70℃、搅拌速率200rpm，蚀刻30±5分钟并以终点pH值12.0-12.5为终止标准;蚀刻完成后，采用40kHz超声波去离子水清洗10分钟去除残液，最终获得高精度铜制工件。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及电铸铜加工技术领域，特别是一种电铸铜加工设备及成型方法。
背景技术
[0002]电铸铜加工是一种通过电解沉积原理，在导电模具表面沉积金属铜形成高精度、高复杂度零件的工艺，将预处理好的模具作为阴极，浸入含铜离子的电解液中，通电后铜离子在阴极还原成金属铜并逐层堆积，最终剥离得到与模具形状一致的铜制件。该技术常用于珠宝、微结构、模具制造等领域，具有复制精度高(可达微米级)、表面光洁、可成型复杂内腔或精细纹理的特点，且材料利用率接近100%。
[0003]然而，当前市场上常见的电铸铜加工装置通常直接将铜铸件置于储液座内，并通过晃动铜铸件来提升加工效果，但这种结构存在明显局限性：当处理较大铜铸件时，装置无法有效调节其在储液座内的移动距离，易导致铜铸件与储液座内壁发生碰撞;而加工较小铜铸件时，又难以充分增加其移动范围，影响溶液离子的交换效率，最终降低铜铸件的整体加工质量。
发明内容
[0004]鉴于上述或现有技术中存在不能有效调整距离，而影响铜铸件加工效果的问题，提出了本发明。
[0005]因此，本发明的目的是提供一种电铸铜加工设备，包括支撑组件、支撑组件包括底板、设置于底板外部的储液座、设置于储液座顶部的输送组件和调距组件;调距组件包括双向螺杆、转杆和拉板、开设于所述转杆外壁的横槽、开设于所述转杆外部的螺旋槽、设置于所述双向螺杆外壁上的移动板、设置于所述移动板内部的滑套、设置于所述滑套一端的复位柱和设置于所述复位柱外部的推动板;所述螺旋槽与横槽相互连通，所述推动板滑动连接于复位柱外壁的复位槽内，当拉动拉板时，所述拉板通过与螺旋槽的滑动连接，带动转杆进行旋转，从而实现双向螺杆的转动动作。
[0006]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述滑套的内部滑动连接有滑柱，所述滑套活动设置在移动板的内部。
[0007]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述输送组件包括往复螺杆和限位转杆，所述往复螺杆的外壁上螺纹连接有滑动连接至限位转杆外壁上的固定座。
[0008]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述固定座的一侧外壁上通过设置有主动杆，所述主动杆和限位转杆的外壁上设置有相互啮合的斜齿轮。
[0009]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述输送组件还包括安装座和螺杆，所述安装座的内部和主动杆的顶端均设置有锥形齿轮，所述安装座内部所设置的锥形齿轮与螺杆呈滑动连接。
[0010]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述螺杆的一端固定连接有移动套，所述移动套设置于锥形齿轮之间。
[0011]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述移动套的两侧凹槽内插接有弹簧，所述弹簧位于移动套内部的一端与移动套呈固定连接。
[0012]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述弹簧相互远离的一端设置有卡扣，所述卡扣与锥形齿轮一端的卡槽相匹配。
[0013]作为本发明一种电铸铜加工设备的一种优选方案，其中：所述螺杆的外壁上螺纹连接有装配板，所述装配板的高度高于推动板。
[0014]为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种电铸铜成型方法，具体步骤如下：
[0015]S1：铝基座预处理，选用6061
铝合金棒材，经CNC精密加工成型，控制表面粗糙度Ra≤0.1μm;加工后采用草酸或硫酸电解液进行阳极氧化处理，形成厚度5-10μm的氧化膜，以增强后续电铸铜层与铝基体的结合强度;
[0016]S2：电铸铜层沉积，以S1制备的铝基体为阴极，以含磷 0.02% 的磷铜为阳极，在酸性硫酸铜溶液中进行电铸作业;其中，酸性硫酸铜溶液按如下组分及浓度配置：硫酸铜220-300g/L、硫酸 60-70g/L、氯离子 0.05g/L、0.5-2mL/L 聚二硫二丙烷磺酸钠;电铸过程中控制温度在 20-30℃，电流密度为 5-20A/dm²，阴极移动速度为 15 次 /min，电铸时间持续 10-15 小时，最终在铝基体表面获得厚度 3.0-4.0mm 的铜层;
[0017]S3：复合体精密机加工，采用精密车削工艺对S2所得电铸复合体进行外形精加工，以铝基座外圆及预留端面为定位基准与夹紧面;控制切削参数：单刀切削量0.05-0.15mm、切削速度14.4mm/s，加工后铜层表面粗糙度达Ra0.1μm，并精准加工至预设的铜层双面厚度及外圆直径，为后续铝基座溶解做准备;
[0018]S4：铝基选择性化学蚀除，配制蚀刻液：20-50g/L氢氧化钠溶液，添加3-8g/L铜离子络合剂;将S3加工后的复合体置于该液中，控制条件：温度50-70℃、搅拌速率200rpm，蚀刻30±5分钟并以终点pH值12.0-12.5为终止标准;蚀刻完成后，采用40kHz超声波去离子水清洗10分钟去除残液，最终获得高精度铜制工件。
[0019]本发明的有益效果：通过设置的调距组件，其利用拉板与横槽、螺旋槽的滑动配合驱动转杆转动，转杆带动双向螺杆旋转，进而驱动两侧推动板同步调整位置，实现铜铸件运动间距的自由调节，既可适配大尺寸铸件避免碰撞储液座内壁，又能针对小尺寸铸件增大移动范围以强化溶液离子交换;同时，配合输送组件的协同作用：往复螺杆与限位转杆驱动装配板基础往复运动，再通过斜齿轮、锥形齿轮及卡扣结构的联动传动，使装配板形成复合运动轨迹，最终与调距组件共同作用，驱动物料沿波浪形路径动态运行，显著提升离子交换效率与加工均匀性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0021]图1为一种电铸铜加工设备的整体结构示意图。
[0022]图2为一种电铸铜加工设备的一侧结构示意图。
[0023]图3为一种电铸铜加工设备的输送组件结构示意图。
[0024]图4为一种电铸铜加工设备的卡扣结构示意图。
[0025]图5为一种电铸铜加工设备的调距组件结构示意图。
[0026]图6为一种电铸铜加工设备的复位柱结构示意图。
[0027]图中：1、支撑组件;101、底板;102、储液座;2、输送组件;201、往复螺杆;202、限位转杆;203、斜齿轮;204、主动杆;205、螺杆;206、锥形齿轮;207、移动套;208、弹簧;209、卡扣;210、安装座;211、固定座;212、装配板;3、调距组件;301、双向螺杆;302、转杆;303、横槽;304、螺旋槽;305、移动板;306、滑柱;307、滑套;308、复位柱;309、推动板;310、拉板。
具体实施方式
[0028]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。
[0031]实施例1，参照图1、图2、图5和图6，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种电铸铜加工设备，能实现自由调节运动距离的效果，其包括支撑组件1、支撑组件1包括底板101、设置于底板101外部的储液座102，储液座102其内部开设的槽为方形较深凹槽结构特点，这样的特点方便了对较长的物料加工的效果、设置于储液座102顶部的输送组件2和调距组件3;以及，
[0032]调距组件3包括双向螺杆301、转杆302和拉板310，双向螺杆301的外壁两端螺纹方向相反，双向螺杆301和转杆302之间采用链轮和链条同步连接，因此在转杆302转动时，双向螺杆301也会同步地进行转动、开设于转杆302外壁的横槽303、开设于转杆302外部的螺旋槽304，横槽303与螺旋槽304之间均相互连通，并且拉板310与横槽303呈滑动连接，进而在持续拉动拉板310时，拉板310会滑动连接与螺旋槽304的内部，设置于双向螺杆301外壁上的移动板305，双向螺杆301与移动板305之间采用螺纹连接，进而在双向螺杆301转动时，移动板305可以进行移动，而移动板305与安装座210的顶部内壁为滑动连接、设置于移动板305内部的滑套307，移动板305与滑套307之间采用轴承活动连接，进而在移动板305移动时，滑套307可以同步的进行运动，而在滑套307转动时，滑套307会在移动板305的内部旋转转动、设置于滑套307一端的复位柱308和设置于复位柱308外部的推动板309;其中，
[0033]螺旋槽304与横槽303相互连通，推动板309滑动连接于复位柱308外壁的复位槽内，当拉动拉板310时，拉板310通过与螺旋槽304的滑动连接，带动转杆302进行旋转，从而实现双向螺杆301的转动动作。
[0034]具体的，滑套307的内部滑动连接有滑柱306，滑柱306与滑套307是滑动连接的，因此在滑套307运动时，滑套307会在滑柱306的外壁上滑动，并且滑柱306与滑套307之间也通过滑块和凹槽相匹配，进而在滑柱306转动时，滑柱306能够同步地带动滑套307旋转转动，滑套307活动设置在移动板305的内部。
[0035]在使用时，当拉动拉板310时，拉板310能够利用与横槽303之间的滑动连接，使得拉板310可以稳定地进行移动，并在持续的拉动拉板310时，拉板310会滑动连接至螺旋槽304的内部，并在持续的移动过程中，因拉板310只能进行左右横向移动，进而使得转杆302能够通过螺旋槽304的作用旋转转动，并且因转杆302与双向螺杆301之间同步转动，进而使得双向螺杆301转动，在双向螺杆301转动时，双向螺杆301能够利用与移动板305之间的螺纹连接，使得移动板305可以进行运动，在移动板305移动的过程中，移动板305能够带动滑套307移动，在滑套307移动的过程中，滑套307能够带动复位柱308和推动板309横向移动，在滑柱306转动时，滑柱306能够带动滑套307转动，在滑套307转动时，滑套307能够带动复位柱308转动，在复位柱308转动时，复位柱308能够利用其外壁复位槽和推动板309之间的滑动连接，使得推动板309可以往复的横向运动。
[0036]综上，通过拉板310与横槽303、螺旋槽304之间的滑动连接，使得用户在拉动拉板310时，拉板310能够利用多段螺旋槽304和横槽303的设置，使得用户可以分段次同步地调整两侧的推动板309的位置，以便于用户在面对不同长度的铜铸件时，可以自由的调整铜铸件移动的位置，使得铜铸件运动间距可以自由调节，既可适配大尺寸铸件避免碰撞储液座内壁，又能针对小尺寸铸件增大移动范围以强化溶液离子流动交换效率。
[0037]实施例2，参照图1、图3和图4，为本发明第二个实施例，与上个实施例不同的是，解决了使物料可以朝着波浪形方向运动的问题。
[0038]具体的，输送组件2包括往复螺杆201和限位转杆202，往复螺杆201的外壁上螺纹连接有滑动连接至限位转杆202外壁上的固定座211，固定座211是滑动连接至限位转杆202的外壁上，并且其滑动连接的位置是通过轴承进行连接的，因此在限位转杆202转动时，限位转杆202能够在固定座211的内部旋转，并且不会影响固定座211的横向滑动，而固定座211与往复螺杆201则采用螺纹连接。
[0039]进一步的，固定座211的一侧外壁上通过设置有主动杆204，主动杆204和限位转杆202的外壁上设置有相互啮合的斜齿轮203，其中一个斜齿轮203是通过轴承活动安装在固定座211之间的，并且这个斜齿轮203与限位转杆202呈滑动连接，而两个斜齿轮203相互啮合。
[0040]其中，输送组件2还包括安装座210和螺杆205，安装座210的内部和主动杆204的顶端均设置有锥形齿轮206，安装座210内部所设置的锥形齿轮206与螺杆205呈滑动连接，因此在主动的锥形齿轮206转动时，锥形齿轮206能够利用与另外两侧锥形齿轮206之间的啮合，使得锥形齿轮206可以同步地旋转转动。
[0041]较佳的，螺杆205的一端固定连接有移动套207，移动套207设置于锥形齿轮206之间，螺杆205一端并非带有螺纹层，并且其外壁是通过螺栓与移动套207相互连接的，因此在螺杆205横向水平移动时，移动套207可以同步的进行运动。
[0042]应说明的是，移动套207的两侧凹槽内插接有弹簧208，弹簧208位于移动套207内部的一端与移动套207呈固定连接，移动套207在移动时，移动套207能够带动弹簧208进行运动，从而使得弹簧208可以同步的运动，并且利用弹簧208的作用，使得卡扣209可以具备软性连接，从而使得卡扣209不会出现卡齿的情况发生。
[0043]应说明的是，弹簧208相互远离的一端设置有卡扣209，卡扣209与锥形齿轮206一端的卡槽相匹配，在移动套207持续地运动时，移动套207能够带动弹簧208运动，弹簧208则会带动卡扣209运动。
[0044]应说明的是，螺杆205的外壁上螺纹连接有装配板212，装配板212的高度高于推动板309，在螺杆205转动时，螺杆205能够利用与装配板212之间的螺纹连接，使得装配板212可以进行移动，而装配板212底部设置有挂钩，并且装配板为分体式结构，上半部分为绝缘材质，而下半部分为导电材质，因此只需要连接外部电源，并且悬挂铜铸件，即可与储液座102内部的溶液出现反应。
[0045]其余结构均与实施例1相同。
[0046]在使用时，首先通过启动外部连接的电机，在电机启动时，电机能够带动往复螺杆201转动，因往复螺杆201与限位转杆202同步连接，在限位转杆202和往复螺杆201转动时，往复螺杆201转动时，往复螺杆201转动时，往复螺杆201能够利用与固定座211之间的螺纹连接，使得固定座211可以进行移动， 在固定座211移动的过程中，固定座211会在限位转杆202的外壁上滑动，并在限位转杆202转动时，限位转杆202会带动其外壁上的斜齿轮203转动，斜齿轮203能够利用与另一个斜齿轮203之间的啮合，另一个斜齿轮203会带动主动杆204转动，主动杆204能够带动锥形齿轮206转动，锥形齿轮206能够利用与另外的锥形齿轮206之间的啮合，使得锥形齿轮206能够带动卡扣209转动，卡扣209能够带动弹簧208和移动套207转动，移动套207会带动螺杆205转动，在螺杆205转动时，螺杆205会带动装配板212运动，因物料是悬挂于装配板212底部，进而会带动物料运动，并利用调距组件3的设置，使得螺杆205可以反向运动，螺杆205会带动卡扣209卡接至另一个锥形齿轮206一侧的凹槽内，从而使得螺杆205反向转动。
[0047]综上，通过设置的卡扣209、弹簧208与移动套207的弹性配合结构，使得螺杆205在转动时能够精准带动装配板212实现稳定位移，该设计有效增强了铜铸件与储液座102内溶液离子的接触频率，显著提升了离子交换效率;同时，卡扣209与调距组件3的协同作用，使铜铸件在横向往复运动的基础上叠加纵向位移，形成复合运动轨迹，进一步增大了溶液离子与铜铸件表面的接触面积与交换频次，从而全面提升铜铸件的电铸反应效率与加工均匀性。
[0048]实施例3，为本发明第三个实施例，该实施例提供了一种电铸铜成型方法，具体步骤如下：
[0049]S1：铝基座预处理，选用6061铝合金棒材，经CNC精密加工成型，控制表面粗糙度Ra≤0.1μm;加工后采用草酸或硫酸电解液进行阳极氧化处理，形成厚度5-10μm的氧化膜，以增强后续电铸铜层与铝基体的结合强度;
[0050]S2：电铸铜层沉积，以S1制备的铝基体为阴极，以含磷 0.02% 的磷铜为阳极，在酸性硫酸铜溶液中进行电铸作业;其中，酸性硫酸铜溶液按如下组分及浓度配置：硫酸铜220-300g/L、硫酸 60-70g/L、氯离子 0.05g/L、0.5-2mL/L 聚二硫二丙烷磺酸钠;电铸过程中控制温度在 20-30℃，电流密度为 5-20A/dm²，阴极移动速度为 15 次 /min，电铸时间持续 10-15 小时，最终在铝基体表面获得厚度 3.0-4.0mm 的铜层;
[0051]S3：复合体精密机加工，采用精密车削工艺对S2所得电铸复合体进行外形精加工，以铝基座外圆及预留端面为定位基准与夹紧面;控制切削参数：单刀切削量0.05-0.15mm、切削速度14.4mm/s，加工后铜层表面粗糙度达Ra0.1μm，并精准加工至预设的铜层双面厚度及外圆直径，为后续铝基座溶解做准备;
[0052]S4：铝基选择性化学蚀除，配制蚀刻液：20-50g/L氢氧化钠溶液，添加3-8g/L铜离子络合剂;将S3加工后的复合体置于该液中，控制条件：温度50-70℃、搅拌速率200rpm，蚀刻30±5分钟并以终点pH值12.0-12.5为终止标准;蚀刻完成后，采用40kHz超声波去离子水清洗10分钟去除残液，最终获得高精度铜制工件。
[0053]应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
说明书附图(6)
声明：
“电铸铜加工设备及成型方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：北京华清加高能电子科技有限公司
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