一種硬脆材料多線切割方法及切割裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硬脆材料多線切割方法及切割裝置，切割裝置包括機座、可升降地設(shè)置在移動座上的移動座，其中將待切割件可繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在升降座上，同時使得切割用鋼絲張緊在旋轉(zhuǎn)的多線槽輪上并呈多條切割絲做往復(fù)運動，切割加工時，待切割件旋轉(zhuǎn)著與切割用鋼絲相接觸，待切割件與切割用鋼絲之間的接觸線較短，這對于切割大直徑的超硬超脆材料更為容易，切割時切割設(shè)備的能耗大大降低，其功率也可大幅度的降低，保證了切割的持續(xù)有效進(jìn)行，適用于多種大尺寸硬脆材料的切割加工。
【專利說明】一種硬脆材料多線切割方法及切割裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種硬脆材料多線切割方法及切割裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]對于硬脆材料如水晶、硅片、大理石、藍(lán)寶石等的切割，傳統(tǒng)方法是采用多刀或鋼線進(jìn)行切割，即通過刀片或鋼線的往復(fù)運動，帶入油砂將工件切割，工件同時作下降運動，即可將工件切割成片，其切割原理如附圖1所示。
[0004]隨后又出現(xiàn)了擺動切割，這種切割原理是將帶動鋼線做往復(fù)運動的羅拉I’和羅拉2’裝在回轉(zhuǎn)臺上，在切割過程中，兩個羅拉帶動鋼線作往復(fù)運動，同時回轉(zhuǎn)臺以低速擺動、工件作下降運動，從而將工件切割，其切割原理圖如附圖2所示。
[0005]上述兩種切割方式下，切割時鋼線與工件的接觸線很長，切割水晶和硅片尚可，但切割如藍(lán)寶石等超硬材料時則顯得力不從心?，F(xiàn)有技術(shù)中多用擺動方式切割藍(lán)寶石，但也只能切割2英寸以下的藍(lán)寶石，切割受到較大的限制。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種硬脆材料的多線切割方法，以對硬脆材料進(jìn)行切割加工。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種硬脆材料的多線切割方法，包括如下步驟:
(1)設(shè)置包含多條切割絲的切割機構(gòu)，并使得所述多條切割絲作往復(fù)切割運動；
(2)將待切割件可繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在移動座上，并將所述移動座沿垂直于所述待切割件旋轉(zhuǎn)中心線的方向朝所述多條切割絲作進(jìn)給移動，所述多條切割絲沿平行于所述待切割件的長度方向相間隔排布，每條所述切割絲沿所述待切割件的徑向?qū)ζ溥M(jìn)行切割。
[0009]優(yōu)選地，所述待切割件的長度方向沿水平方向延伸，所述移動座沿豎直方向升降設(shè)置，所述切割機構(gòu)上所述多條切割絲位于所述待切割件下方。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供一種硬脆材料切割裝置，以采用上述多線切割方法對硬脆材料進(jìn)行切割。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種采用上述多線切割方法的硬脆材料切割裝置，所述切割裝置包括機座、沿豎直方向升降地設(shè)置在所述機座上的所述移動座、用于驅(qū)動所述移動座沿豎直方向升降的升降驅(qū)動機構(gòu)，所述待切割件可繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述移動座的底部，所述移動座上還設(shè)有用于驅(qū)動所述待切割件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述切割裝置還包括設(shè)置在所述機座上的切割機構(gòu)，所述切割機構(gòu)包括鋼線、多個用于繞設(shè)所述鋼線形成多條所述切割絲的多線槽輪，多條所述切割絲沿所述多線槽輪的軸向相間隔分布，所述機座上還設(shè)有用于驅(qū)動其中一個所述多線槽輪旋轉(zhuǎn)帶動所述多條切割絲往復(fù)運動沿所述待切割件的徑向?qū)λ龃懈罴M(jìn)行切割的切割驅(qū)動機構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，所述待切割件的一端面固定地粘結(jié)有料板，其另一端面固定地粘結(jié)有球型墊，所述移動座的底部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、可沿軸向移動的球型頂針，所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與所述球型頂針的軸心線沿同一直線方向分布，所述旋轉(zhuǎn)軸朝向所述球型頂針的端部上固定有吸盤，所述料板固定地吸合在所述吸盤上，所述球型頂針的頂針部沿軸向抵觸在所述球型墊上。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述吸盤為電磁吸盤。
[0014]作為一種具體的實施方式，所述待切割件的一端面固定地粘結(jié)有料板，其另一端面固定地粘結(jié)有球型墊，所述移動座的底部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、可沿軸向移動的球型頂針，所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與所述球型頂針的軸心線沿同一直線方向分布，所述旋轉(zhuǎn)軸朝向所述球型頂針的端部上固定地設(shè)有用于夾緊所述料板的夾具，所述料板夾緊在所述夾具上，所述球型頂針的頂針部沿軸向抵觸在所述球型墊上。
[0015]優(yōu)選地，所述多線槽輪有三個，每個所述多線槽輪的周部上均開設(shè)有多個沿軸向間隔分布的線槽，所述鋼線依次由第一個所述多線槽輪的一個線槽引出，然后進(jìn)入第二個所述多線槽輪的一個線槽、進(jìn)入第三個所述多線槽輪的一個線槽后，再進(jìn)入第一個所述多線槽輪的下一個線槽，如此循環(huán)而張緊在三個所述多線槽輪的周部上形成多條所述切割絲。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選地，每個所述多線槽輪的軸心線與所述待切割件的長度延伸方向相平行。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選地，三個所述多線槽輪上，所述線槽的個數(shù)與槽間距相一致。
[0018]優(yōu)選地，所述鋼線為金鋼線。
[0019]由于上述技術(shù)方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點:切割加工時，待切割件與切割用鋼絲之間的接觸線較短，這對于切割大直徑的超硬超脆材料更為容易，切割時切割設(shè)備的能耗大大降低，其功率也可大幅度的降低，保證了切割的持續(xù)有效進(jìn)行，適用于多種大尺寸硬脆材料的切割加工。
[0020]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)方法的切割原理示意圖；
附圖2為現(xiàn)有技術(shù)中擺動式切割方法的原理示意圖；
附圖3為本發(fā)明的切割裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明的切割裝置中待切割件的安裝示意圖；
附圖5為本發(fā)明的切割裝置的切割原理示意圖。
[0022]其中:1、機座；2、移動座；3、待切割件；4、5、6多線槽輪；7、旋轉(zhuǎn)軸；8、料板；9、電磁吸盤；10、球型墊；11、球型頂針；12、鋼線。
[0023]【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的較佳實施例來對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的闡述。
[0025]參見圖3所示的切割裝置，主要用于對硬脆材料進(jìn)行切割加工。該切割裝置包括機座1、移動座2、升降驅(qū)動機構(gòu)(圖中未示出)，機座I與切割設(shè)備整體相固定，移動座2通過升降驅(qū)動機構(gòu)沿豎直方向能夠升降地設(shè)置在機座I上。待切割件3通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(圖中未示出)可繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在移動座2的底部，本實施例中，待切割件3采用的是藍(lán)寶石棒料。
[0026]參見圖4所示，待切割件3是按照如下方式設(shè)置在移動座2上的:待切割件3的一端面固定地粘結(jié)有料板8，其另一端面上固定地粘結(jié)有球型墊10。移動座2的底部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸7，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)即用于驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸7的旋轉(zhuǎn)，移動座2的底部還設(shè)有球型頂針11，球型頂針11可沿軸向移動，球型頂針11與旋轉(zhuǎn)軸7的軸心線沿同一直線方向分布，旋轉(zhuǎn)軸7朝向球型頂針11的端部上固定有一電磁吸盤9,該電磁吸盤9通電時料板8能夠固定地吸合在電磁吸盤9上，球型頂針11的頂針部則沿軸向抵觸在球型墊10上。安裝待切割件3時，首先將料板8和球型墊粘結(jié)在其兩端的端面上，然后使得電磁吸盤9通電使得電磁吸盤9與料板8吸合，然后再調(diào)整球型頂針11的位置，使其頂針部抵觸在球型墊11上，這樣便對待切割件3進(jìn)行了定位，旋轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)時，待切割件3隨之發(fā)生旋轉(zhuǎn)。上述采用球型頂針11來固定待切割件3，在固定的過程中能夠根據(jù)待切割件3的自身尺寸及精度以及切割角度等因素，對其徑向角度自適應(yīng)調(diào)整，而無需再人工調(diào)整，安裝更為方便。上述安裝中，電磁吸盤9也可更換為用于夾持料板8的夾具，通過夾具固定料板8的一端，但采用電磁吸盤9的固定方式更為方便。
[0027]參見圖3所示，該切割裝置還包括設(shè)置在機座I上的切割機構(gòu)，該切割機構(gòu)包括切割用鋼線12、三個用于繞設(shè)鋼線12形成多條切割絲的多線槽輪4、5、6，在本實施例中，鋼線12采用的為金鋼線，三個多線槽輪呈倒“品”字型排布，每個多線槽輪的周部上均開設(shè)有多個沿自身軸向間隔分布的線槽，鋼線12先由下方的多線槽輪6的一個線槽引出后依次沿切向進(jìn)入多線槽輪4的一個線槽、進(jìn)入多線槽輪5的一個線槽，然后再沿切向進(jìn)入多線槽輪6的下一個線槽，如此循環(huán)而張緊地繞設(shè)在三個多線槽輪的周部上形成多條切割絲，這多條切割絲沿多線槽輪的軸向間隔分布，這多條切割絲的位置分別對應(yīng)待切割件3上的多個切割位置。鋼絲12的兩端則由切割設(shè)備上的繞線裝置收放，機座I上還設(shè)有用于驅(qū)動多線槽輪6旋轉(zhuǎn)從而使得切割絲往復(fù)運動進(jìn)行切割的切割驅(qū)動機構(gòu)(圖中未示出)。通過切割驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動多線槽輪6旋轉(zhuǎn)，多條切割絲隨之往復(fù)移動，當(dāng)移動座2沿豎直方向降下至待切割件3旋轉(zhuǎn)地接觸到切割絲時，切割絲沿待切割件3的徑向?qū)Υ懈罴?進(jìn)行切割。
[0028]參見圖3、圖5所示，該切割裝置在對待切割件3進(jìn)行切割時，待切割件3在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的作用下旋轉(zhuǎn)，同時在升降驅(qū)動機構(gòu)的作用下沿豎直方向下降，在切割驅(qū)動機構(gòu)的作用下，鋼線12發(fā)生往復(fù)運動，鋼線12的多條切割絲逐漸接觸待切割件3的底部并逐漸地切入待切割件3的芯部。待切割件3與切割絲的接觸線很短，這對于切割大直徑的超硬超脆材料更為容易，切割時切割設(shè)備的能耗大大降低，其功率也可大幅度的降低，保證了切割的持續(xù)有效進(jìn)行，適用于多種大尺寸硬脆材料的切割加工。
[0029]當(dāng)然，采用上述切割原理的切割方法對硬脆材料的待切割件3進(jìn)行切割時，也可將待切割件3豎直排布或沿其他角度排布，切割過程中僅需保證待切割件3旋轉(zhuǎn)著沿垂直于待切割件3旋轉(zhuǎn)中心線的方向朝著多條切割絲進(jìn)給移動，使得切割絲沿待切割件3的徑向?qū)ζ溥M(jìn)行切割即可。
[0030]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種硬脆材料的多線切割方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)設(shè)置包含多條切割絲的切割機構(gòu)，并使得所述多條切割絲作往復(fù)切割運動； (2)將待切割件可繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在移動座上，并將所述移動座沿垂直于所述待切割件旋轉(zhuǎn)中心線的方向朝所述多條切割絲作進(jìn)給移動，所述多條切割絲沿平行于所述待切割件的長度方向相間隔排布，每條所述切割絲沿所述待切割件的徑向?qū)ζ溥M(jìn)行切割。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬脆材料的多線切割方法，其特征在于:所述待切割件的長度方向沿水平方向延伸，所述移動座沿豎直方向升降設(shè)置，所述切割機構(gòu)上所述多條切割絲位于所述待切割件下方。
3.一種采用如權(quán)利要求2所述的多線切割方法的硬脆材料切割裝置，其特征在于:所述切割裝置包括機座、沿豎直方向升降地設(shè)置在所述機座上的所述移動座、用于驅(qū)動所述移動座沿豎直方向升降的升降驅(qū)動機構(gòu)，所述待切割件可繞自身軸心線旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述移動座的底部，所述移動座上還設(shè)有用于驅(qū)動所述待切割件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述切割裝置還包括設(shè)置在所述機座上的切割機構(gòu)，所述切割機構(gòu)包括鋼線、多個用于繞設(shè)所述鋼線形成多條所述切割絲的多線槽輪，多條所述切割絲沿所述多線槽輪的軸向相間隔分布，所述機座上還設(shè)有用于驅(qū)動其中一個所述多線槽輪旋轉(zhuǎn)帶動所述多條切割絲往復(fù)運動從而沿所述待切割件的徑向?qū)λ龃懈罴M(jìn)行切割的切割驅(qū)動機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:所述待切割件的一端面固定地粘結(jié)有料板，其另一端面固定地粘結(jié)有球型墊，所述移動座的底部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、可沿軸向移動的球型頂針，所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與所述球型頂針的軸心線沿同一直線方向分布，所述旋轉(zhuǎn)軸朝向所述球型頂針的端部上固定有吸盤，所述料板固定地吸合在所述吸盤上，所述球型頂針的頂針部沿軸向抵觸在所述球型墊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:所述吸盤為電磁吸盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:所述待切割件的一端面固定地粘結(jié)有料板，其另一端面固定地粘結(jié)有球型墊，所述移動座的底部設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸、可沿軸向移動的球型頂針，所述旋轉(zhuǎn)軸的軸心線與所述球型頂針的軸心線沿同一直線方向分布，所述旋轉(zhuǎn)軸朝向所述球型頂針的端部上固定地設(shè)有用于夾緊所述料板的夾具，所述料板夾緊在所述夾具上，所述球型頂針的頂針部沿軸向抵觸在所述球型墊上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:所述多線槽輪有三個，每個所述多線槽輪的周部上均開設(shè)有多個沿軸向間隔分布的線槽，所述鋼線依次由第一個所述多線槽輪的一個線槽引出，然后進(jìn)入第二個所述多線槽輪的一個線槽、進(jìn)入第三個所述多線槽輪的一個線槽后，再進(jìn)入第一個所述多線槽輪的下一個線槽，如此循環(huán)而張緊在三個所述多線槽輪的周部上形成多條所述切割絲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:每個所述多線槽輪的軸心線與所述待切割件的長度延伸方向相平行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:三個所述多線槽輪上，所述線槽的個數(shù)與槽間距相一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬脆材料切割裝置，其特征在于:所述鋼線為金鋼線。
【文檔編號】B28D7/04GK103538160SQ201310520872
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】李子法, 方海波 申請人:蘇州硅峰太陽能科技有限公司