阳极氧化方法
阅读：794发布：2020-05-11
专利汇可以提供阳极氧化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 阳极 氧 化 方法，包括步骤：预留余量；提供 工件 ，且工件的留白区域设置预留的切削余量；阳极氧化；将工件放入到 电解 液槽中浸泡以进行阳极氧化处理，形成 覆盖 在工件的表面的氧化层；切削；对工件进行切削处理，将覆盖于工件的留白区域的氧化层以及预留的切削余量去除。上述阳极氧化方法，留白区域设置预留的切削余量，为切削提供足够的操作空间，避免了因为遮蔽油墨而引起的留白区域与氧化区域的交界处出现锯齿形状的纹路，而且降低了生产成本，并且舍去了打磨，采用了 精度 更高的切削处理，对于切削的深度和边界的切削精度都容易得到控制，留白区域的表面粗糙度降低，简化工序，压缩工作周期，提高工作效率。，下面是阳极氧化方法专利的具体信息内容。
1.一种阳极氧化方法，其特征在于：包括步骤：
预留余量；提供工件，且工件的留白区域设置预留的切削余量；
阳极氧化；将工件放入到电解液槽中浸泡以进行阳极氧化处理，形成覆盖在工件的表面的氧化层；
切削；对工件进行切削处理，将覆盖于工件的留白区域的氧化层以及预留的切削余量去除。
2.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述预留余量步骤中，所述预留的切削余量的厚度为0.10mm～0.15mm。
3.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述切削步骤中，所述工件采用铣削方式完成切削。
4.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述切削步骤中，所述工件采用车削方式完成切削。
5.根据权利要求4所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述切削步骤中，还包括：将工件装夹于机床主轴上的定位夹具上。
6.根据权利要求5所述的阳极氧化方法，其特征在于，所述定位夹具包括：底座和连接在所述底座上的压板；所述底座设有用于容置工件的定位槽；所述压板通过螺丝可拆连接于所述底座上；所述底座用于连接机床主轴；所述压板用于将工件压紧固定在所述定位槽上。
7.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述预留余量步骤中，所述工件通过对金属型材进行切削加工得到。
8.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述预留余量步骤中，所述工件通过对熔融的金属材料进行压铸成型得到。
9.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，在所述预留余量步骤与所述阳极氧化步骤之间，还包括步骤：喷砂；利用喷料喷射工件的表面。
10.根据权利要求1所述的阳极氧化方法，其特征在于，所述切削步骤之后，还包括步骤：清洗和去毛刺；对工件的表面进行清洗和毛刺清理。
阳极氧化方法
技术领域
背景技术
[0002] 利用阳极氧化的方式，在工件的表面形成氧化层，是目前工业上主流的表面处理方式之一，该氧化层能够起到保护作用，并且根据需求，还可以赋予工件各种炫丽的金属色彩。但是，基于某些要求，有时候需要在工件的表面设置留白区域(即不能被氧化层覆盖的区域)。
[0003] 针对工件留白的需求，传统的阳极氧化方法是，在工件的留白区域先涂抹一层遮蔽油墨，然后将工件放入电解液槽中浸泡以进行阳极氧化，阳极氧化完毕后，将工件取出，对附着有遮蔽油墨的区域进行打磨以消除遮蔽油墨。
[0004] 该传统的阳极氧化方法的弊端在于：
[0005] 1、油墨在电解液槽中会出现少量溶解于电解液的情况，留白区域边缘处的遮蔽油墨因为溶解而与电解液交融，导致留白区域与氧化区域的交界处出现锯齿形状的纹路，并且油墨的成本很高；
[0006] 2、打磨的精度难以控制，对于打磨的深度和边界的打磨精度都难以控制，留白区域的表面粗糙度较高；
[0007] 3、工序复杂，工作周期长，工作效率低。
发明内容
[0008] 基于此，本发明提供一种阳极氧化方法，舍弃传统的遮蔽油墨和打磨处理，在工件阳极氧化后，将留白区域的氧化层切削掉，并且留白区域还预留了切削余量，为切削提供足够的操作空间，避免了因为遮蔽油墨而引起的留白区域与氧化区域的交界处出现锯齿形状的纹路，而且降低了生产成本，并且舍去了打磨，采用了精度更高的切削处理，对于切削的深度和边界的切削精度都容易得到控制，留白区域的表面粗糙度降低，简化工序，压缩工作周期，提高工作效率。
[0009] 一种阳极氧化方法，包括步骤：
[0010] 预留余量；提供工件，且工件的留白区域设置预留的切削余量；
[0011] 阳极氧化；将工件放入到电解液槽中浸泡以进行阳极氧化处理，形成覆盖在工件的表面的氧化层；
[0012] 切削；对工件进行切削处理，将覆盖于工件的留白区域的氧化层以及预留的切削余量去除。
[0013] 上述阳极氧化方法，在工件的留白区域设置预留的切削余量，接着，对工件进行阳极氧化处理以形成覆盖在工件表面的氧化层。在阳极氧化完毕后，对工件进行切削，将覆盖于工件的留白区域的氧化层以及预留的切削余量去除，使得工件的留白区域暴露出来。通过上述方法，舍弃传统的遮蔽油墨和打磨处理，在工件阳极氧化后，将留白区域的氧化层切削掉，并且留白区域还预留了切削余量，为切削提供足够的操作空间，避免了因为遮蔽油墨而引起的留白区域与氧化区域的交界处出现锯齿形状的纹路，而且降低了生产成本，并且舍去了打磨，采用了精度更高的切削处理，对于切削的深度和边界的切削精度都容易得到控制，留白区域的表面粗糙度降低，简化工序，压缩工作周期，提高工作效率。
[0014] 在其中一个实施例中，在预留余量步骤中，预留的切削余量的厚度为0.10mm～0.15mm。将预留的切削余量的厚度控制在0.10mm～0.15mm，既可以为切削提供足够的操作空间，又可以避免浪费过多的材料。
[0015] 在其中一个实施例中，在切削步骤中，工件采用铣削方式完成切削。切削时，刀具作回转运动，工件作直线或者曲线平移。
[0016] 在其中一个实施例中，在切削步骤中，工件采用车削方式完成切削。切削时，工件作回转运动，刀具作直线或曲线平移。
[0018] 在其中一个实施例中，定位夹具包括：底座和连接在底座上的压板；底座设有用于容置工件的定位槽；压板通过螺丝可拆连接于底座上；底座用于连接机床主轴；压板用于将工件压紧固定在定位槽上。
[0019] 在其中一个实施例中，在预留余量步骤中，工件通过对金属型材进行切削加工得到。通过对金属型材进行切削，得到成型的工件。
[0020] 在其中一个实施例中，在预留余量步骤中，工件通过对熔融的金属材料进行压铸成型得到。利用成型模具，将熔融的金属材料进行压铸成型，得到所需的工件。
[0021] 在其中一个实施例中，在预留余量步骤与阳极氧化步骤之间，还包括步骤：喷砂；利用喷料喷射工件的表面。采用喷砂的方式对工件的表面进行处理，有利于提高工件表面的清洁度和粗糙度，改善工件表面的机械性能。
[0023] 图1为本发明的一种实施例的阳极氧化方法的流程示意图；
[0024] 图2为图1中的阳极氧化方法中所采用的一种定位夹具的示意图；
[0025] 图3为图2所示的定位夹具的分解示意图；
[0026] 图4为图2所示的定位夹具的使用状态图；
[0027] 图5为图4所示的定位夹具的俯视图；
[0028] 图6为图4所示的定位夹具沿A-A方向的剖视图。
[0029] 附图中各标号的含义为：
[0030] 100-定位夹具；
[0031] 10-底座，11-定位槽，12-定位柱；
[0032] 20-压板；
[0033] 200-工件。
具体实施方式
[0034] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0035] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0036] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0037] 如图1至图6所示，其为本发明的一种实施例的阳极氧化方法。
[0038] 如图1所示，该阳极氧化方法包括步骤：
[0039] S10：预留余量；提供工件，且工件的留白区域设置预留的切削余量。本方案对于工件的结构具有一定的要求，针对工件的留白区域，需要设置预留的切削余量，该预留的切削余量相当于覆盖在留白区域上的遮挡层，与传统的遮蔽油墨不同的是，本方案利用的是工件自身的材料作为遮挡层，而该遮挡层仅需针对留白区域对应设置即可。
[0040] 其中，针对工件的留白区域所设置的预留的切削余量，是为了后续阳极氧化后的切削处理提供操作空间的，因此，预留的切削余量分布在工件的留白区域，而且预留的切削余量的厚度属于于后续的切削处理的切削深度的一部分。例如，在预留余量步骤中，预留的切削余量的厚度优选为0.10mm～0.15mm。例如，预留的切削余量可以设置为0.10mm、0.12mm、0.14mm、或者0.15mm中的一种，又或者是0.10mm～0.15mm之间的其他数值。将预留的切削余量的厚度控制在0.10mm～0.15mm，既可以为切削提供足够的操作空间，又可以避免浪费过多的材料。
[0041] 此处，对于工件的获得方式，也可以有多种方式。
[0042] 例如，在预留余量步骤中，工件通过对金属型材进行切削加工得到。通过对金属型材进行切削，得到成型的工件。以铝制的工件为例，先提供铝挤型材，然后对该铝挤型材进行切削，如依次进行反面切削、正面切削、以及外形精切削等，得到成型的工件，并且对于工件的留白区域，在切削的过程中，设置预留的切削余量。
[0043] 又例如，在预留余量步骤中，工件通过对熔融的金属材料进行压铸成型得到。利用成型模具，将熔融的金属材料进行压铸成型，得到所需的工件。同样以铝制的工件为例，采用压铸铝材料，利用模具将熔融状态下的压铸铝材料模压成型，得到成型的工件。同样地，可以在模具中设置对应的预留结构，使得工件的留白区域成型出预留的切削余量。
[0045] 需要说明的是，根据不同的工件的材质和强度要求，使用者可以选择上述的切削加工成型或者压铸成型得到所需的工件，也可以选择其他的工件成型工艺，不管采用何种成型的方式得到工件，只要在工件的留白区域设置预留的切削余量即可。
[0046] S20：阳极氧化；将工件放入到电解液槽中浸泡以进行阳极氧化处理，形成覆盖在工件的表面的氧化层。阳极氧化的目的是在工件的表面形成所需的氧化层，而对于本方案，在工件的留白区域设置预留的切削余量后，将工件放入到电解液槽中浸泡，利用电化学氧化，使得工件的表面形成氧化层，该氧化层不仅覆盖了预设的氧化层区域，也覆盖了留白区域上的预留的切削余量，其好处是，在阳极氧化后，氧化层均匀覆盖在工件的表面，避免了传统的遮蔽油墨溶解于电解液而导致遮蔽油墨与氧化层的边界出现锯齿形状的纹路，即解决了留白区域与预设的氧化层区域的边界上的锯齿形状的纹路问题。而且，传统的阳极氧化方法中所采用的遮蔽油墨成本很高，本方案免去了该遮蔽油墨的使用，有利于压缩生产成本。
[0047] 为了确保工件在阳极氧化之前的表面清洁度，以及提升氧化层与工件的本体材料的表面之间的附着力，在一些实施例中，在预留余量步骤与阳极氧化步骤之间，还可以包括步骤：喷砂；利用喷料喷射工件的表面。采用喷砂的方式对工件的表面进行处理，有利于提高工件表面的清洁度和粗糙度，改善工件表面的机械性能，并且提升氧化层的附着力。
[0048] S30：切削；对工件进行切削处理，将覆盖于工件的留白区域的氧化层以及预留的切削余量去除。在前述的阳极氧化处理后，在工件的表面形成了氧化层，该氧化层不仅覆盖了预设的氧化层区域，还覆盖了留白区域。此时，为了让留白区域暴露出来，需要将覆盖在留白区域的氧化层切削掉，而且，对于前述步骤中所预留的切削余量，也要一并切削，从而使得留白区域的粗糙度以及厚度达到预设的要求。相对传统的打磨方式，切削处理的作业精度更高，对于切削面的粗糙度和切削深度的把控更加稳定。
[0049] 其中，对于工件的切削处理，按照目前主流的加工方式，可以选择铣削或者车削。
[0050] 例如，在切削步骤中，工件采用铣削方式完成切削。切削时，刀具作回转运动，工件作直线或者曲线平移。例如，将阳极氧化完毕的工件装夹在夹具上，而夹具可以设置直线或者曲线平移机构，又或者是夹具可以跟随车床直线或者曲线平移，而刀具则安装在机床主轴上以跟随机床主轴作回转运动。这种切削方式作为较为常见的加工手段，其弊端在于，刀具的回转运动需要一定的活动空间，若工件上存在某些不规则的形状区域，机床主轴难以在一次下刀完成切削，此时，就需要进行二次或者更多次的提刀和下刀作业，此时，在两次下刀切削的作用区域，容易出现级差(即高度差)，影响工件的手感和外观平整度。
[0051] 又例如，在切削步骤中，工件采用车削(也可以称为车铣)方式完成切削。切削时，工件作回转运动，刀具作直线或曲线平移。例如，将阳极氧化完毕的工件装夹在夹具上，而夹具则安装在机床主轴上以跟随机床主轴作回转运动。对于刀具，则设置在直线或者曲线平移机构，又或者是跟随车床直线或者曲线平移。车削方式相比于铣削方式，其优点在于，在车削方式中，工件跟随机床主轴一同回转运动，而刀具则是直线或者曲线平移以调整给进量，即使工件上存在某些不规则的形状区域，也可以一次性完成切削，避免工件表面的级差问题。
[0052] 针对车削方式，在切削步骤中，还可以包括：将工件装夹于机床主轴上的定位夹具上。针对车削方式，利用定位夹具将工件固定在机床主轴上，使得工件跟随机床主轴作回转运动。
[0053] 进一步地，对于定位夹具，可以有多种实现方式。
[0054] 例如，如图2和图3所示，该定位夹具100包括：底座10和连接在底座10上的压板20。底座10设有用于容置工件200的定位槽11。压板20通过螺丝(图未示)可拆连接于底座10上。
底座10用于连接机床主轴，而压板20用于将工件200压紧固定在定位槽11上。如图4至图6所示，使用时，先将压板20取下，然后将需要定位的工件200放入到底座10的定位槽11上，接着，将压板20复位并且沿Z向压在工件200上，再通过螺丝将压板20、工件200、以及底座10锁定在一起，而工件200的留白区域对应于切削的加工区域(如图5所示的阴影标记区域)，则在压板20的覆盖范围外。此外，在底座10上还可以设置Z向的定位柱12，对工件200的XY向进行限位。底座10相背于压板20的一面连接到机床主轴上，机床主轴在旋转时，带动定位夹具
100以及工件200一起作回转转动，而刀具则作直线或者曲线平移以调整切削的给进量。这种定位夹具100的好处是，利用螺丝进行锁定，压板20对于工件200的压力容易控制，操作者可以通过螺丝的松紧度来调整对于工件200的挤压力，使得工件200更加紧贴在底座10上，缓解在切削时工件200上的加工区域因为受到刀具的挤压而出现起翘而导致弹刀。
底座10用于连接机床主轴，而压板20用于将工件200压紧固定在定位槽11上。如图4至图6所示，使用时，先将压板20取下，然后将需要定位的工件200放入到底座10的定位槽11上，接着，将压板20复位并且沿Z向压在工件200上，再通过螺丝将压板20、工件200、以及底座10锁定在一起，而工件200的留白区域对应于切削的加工区域(如图5所示的阴影标记区域)，则在压板20的覆盖范围外。此外，在底座10上还可以设置Z向的定位柱12，对工件200的XY向进行限位。底座10相背于压板20的一面连接到机床主轴上，机床主轴在旋转时，带动定位夹具
100以及工件200一起作回转转动，而刀具则作直线或者曲线平移以调整切削的给进量。这种定位夹具100的好处是，利用螺丝进行锁定，压板20对于工件200的压力容易控制，操作者可以通过螺丝的松紧度来调整对于工件200的挤压力，使得工件200更加紧贴在底座10上，缓解在切削时工件200上的加工区域因为受到刀具的挤压而出现起翘而导致弹刀。
[0055] 又例如，在其他实施例中，也可以将底座10与压板20之间的螺丝更换为气缸，并且利用真空吸盘对工件200上处于压板20之外的区域进行吸附固定。当工件200放置于底座10之后，驱动气缸拉动压板20下沉，然后再通过真空吸盘对需要切削的区域进行吸附固定。其弊端在于，这种定位夹具若安装在机床主轴上，由于设置了气缸，安装和固定都十分困难，并且气缸存在一定的浮动，在机床主轴回转的过程中，工件200难以避免会出现晃动，降低加工精度。
[0056] 此外，考虑到工件切削后，可能会在表面残留油污或者碎屑，并且可能会存在因切削留下的毛刺，因此，在本实施例中，切削步骤之后，还可以包括步骤：清洗和去毛刺；对工件的表面进行清洗和毛刺清理。在工件切削后，进行清洗和去毛刺，降低工件表面的粗糙度。
[0057] 上述阳极氧化方法，在工件的留白区域设置预留的切削余量，接着，对工件进行阳极氧化处理以形成覆盖在工件表面的氧化层。在阳极氧化完毕后，对工件进行切削，将覆盖于工件的留白区域的氧化层以及预留的切削余量去除，使得工件的留白区域暴露出来。通过上述方法，舍弃传统的遮蔽油墨和打磨处理，在工件阳极氧化后，将留白区域的氧化层切削掉，并且留白区域还预留了切削余量，为切削提供足够的操作空间，避免了因为遮蔽油墨而引起的留白区域与氧化区域的交界处出现锯齿形状的纹路，而且降低了生产成本，并且舍去了打磨，采用了精度更高的切削处理，对于切削的深度和边界的切削精度都容易得到控制，留白区域的表面粗糙度降低，简化工序，压缩工作周期，提高工作效率。
[0058] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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