一種硬脆材料加工變弧長的線切割鋸的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微細(xì)加工極限的微機械制造技術(shù)領(lǐng)域中的一種硬脆材料加工變弧長的線切割鋸。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全球90%以上的集成電路都采用硅片作為基體，隨著航空航天、石油鉆探等工業(yè)技術(shù)的特殊環(huán)境對集成電路提出的新要求，碳化硅晶體等超硬材料在此領(lǐng)域受到極大關(guān)注并得到很大發(fā)展。進入21世紀(jì)，已經(jīng)表明以陶瓷材料及碳纖維復(fù)合材料為代表非金屬材料已經(jīng)同金屬材料、復(fù)合材料一樣正在成為現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的三人重要支柱之一。
[0003]這些材料主要包括各種石材、寶石、玻璃、硅晶體、石英晶體、陶瓷、稀土磁性材料等。它們大多為非導(dǎo)電體或半導(dǎo)體，通常具有高硬度、高脆性、高耐磨性、高抗蝕性、高抗氧化性、高電阻率、耐高溫、不導(dǎo)磁等性能。由于其具有許多金屬材料難以比擬的優(yōu)良特性，岡此其應(yīng)用范圍已由建筑業(yè)、工藝品制造業(yè)等逐漸擴展到航天，機械，汽車，輕工、化工等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，同時也對其加工技術(shù)提出了更高的要求。由于硬脆材料具有的低塑性、脆性破壞、微裂紋以及加工方法選擇不當(dāng)會引起工件表面層組織破壞的缺點。毫無疑問，這將使得材料的加工十分困難。
[0004]對這些材料的切割有以下要求:高效率、低成本、窄切縫(材料利用率高)、無損傷、無環(huán)境污染、安全、環(huán)保等，常用的切割方法主要有金剛石鋸片切割(包括金剛石框架鋸、金剛石帶鋸等)、激光束切割、高壓水射流切割等。這些切割方法各具優(yōu)點，也各有其局限性，如金剛石鋸片切割一般不能切割曲線，且切縫較寬，出材率較低，不適于對貴重材料進行精密切割。激光束切割的適用范同較廣，但切割深度有限，若采用大功率激光器，則激光與工件間產(chǎn)生的高溫等離子體會明顯降低加工效率，增加熔融物的排出難度，且設(shè)備投資費用昂貴。高壓水射流切割可以切割石材、陶瓷等脆性非金屬材料，但切縫較寬，不易實現(xiàn)精細(xì)的切割加工，且設(shè)備昂貴，切割時需耗費人量水資源。因此，研制一種硬脆材料加工變弧長的線切割鋸一直是急待解決的新課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的提供一種硬脆材料加工變弧長的線切割鋸，切割加工硬脆及復(fù)合材料的新工藝、新設(shè)備、新方法不斷涌現(xiàn)，電鍍金剛石線鋸切割技術(shù)就是很快發(fā)展起來較理想的切割方法；電鍍金剛石線鋸切割具有以下優(yōu)點:
①鋸絲能做得很細(xì)，可制成直徑1.5mm以下的多種細(xì)鋸絲，這就能大大降低鋸縫寬度，提高出材率；
②線鋸的線可做得較長，能適于從大規(guī)格到小型板的大范圍板村加工，而其它鋸機因受鋸片等諸因素的限制，很難有如此靈活性；
③線鋸的鋸切力小，功耗小，節(jié)能，而且鋸縫整齊，切面光整，噪音低；
④線鋸切割設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本底，便于操作； 由于鋸縫窄，材料利用率高，除了可以加工石材外，特別適用鋸切陶瓷、寶石、水晶等貴重的硬脆材料。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種硬脆材料加工變弧長的線切割鋸，包括導(dǎo)絲輪驅(qū)動機構(gòu)、絲筒及運絲機構(gòu)、線張力調(diào)整及控制機構(gòu)、驅(qū)動切割機構(gòu)、立柱及橫梁、工作臺，所述的立柱及橫梁的下橫梁上安裝工作臺；在立柱及橫梁的上橫梁上安裝絲筒及運絲機構(gòu)；在立柱及橫梁的立柱上安裝線張力調(diào)整及控制機構(gòu)和驅(qū)動切割機構(gòu)；絲筒及運絲機構(gòu)由儲絲筒、傳動機構(gòu)、第一導(dǎo)軌、第一絲杠、底座組成，儲絲筒的兩端通過軸承與箱體連接，箱體上的滑座與固定在底座上的第一導(dǎo)軌間隙配合滑動，儲絲筒的一端裝有同步帶輪，經(jīng)過同步帶與固定在箱體上的第一絲杠上的同步帶輪驅(qū)動第一絲杠，帶動儲絲筒、箱體在轉(zhuǎn)動的同時移動，傳動機構(gòu)固定在底座上，第一絲杠與傳動機構(gòu)連接；線張力調(diào)整及控制機構(gòu)由固定輪、彈性支撐輪、第一傳感器組成，固定輪與固定在立柱及橫梁上氣缸連接，彈性支撐輪、第一傳感器固定在立柱及橫梁上；驅(qū)動切割機構(gòu)由第二導(dǎo)軌、第二絲杠、第一滑座、第一導(dǎo)絲輪、調(diào)整輪組成，導(dǎo)絲輪驅(qū)動機構(gòu)固定在立柱及橫梁的立柱上端，通過同步帶輪驅(qū)動第二絲杠轉(zhuǎn)動，帶動與其配合的第一滑座沿第二導(dǎo)軌上下移動，第一導(dǎo)絲輪和調(diào)整輪通過軸承固定在第一滑座上；立柱及橫梁由第三導(dǎo)軌、第二滑座、氣缸、第二導(dǎo)絲輪、調(diào)整墊組成，第三導(dǎo)軌固定在立柱及橫梁的橫梁上，第二滑座在固定在立柱及橫梁上氣缸氣缸桿的驅(qū)動下沿第三導(dǎo)軌移動，第二導(dǎo)絲輪固定在第二滑座上，調(diào)整墊用于調(diào)整導(dǎo)軌的高度；
所述的硬脆材料加工變弧長的線切割鋸的工作原理是:由于在切割寬度較大時，切割阻力、切割溫度會提高，不僅影響線鋸的使用壽命，同時加工效率也會減低；變弧長切割就是在切割過程中根據(jù)切割工況條件，改變切割輪的位置和切割角度，加工大尺寸工件時保證最大切割弧長在通過加工程序控制在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，可控制保證最佳的加工效果；所述的硬脆材料加工變弧長的線切割鋸使用及操作方法是:通過程序控制線鋸軌跡和路徑。
[0007]本發(fā)明的要點在于它的結(jié)構(gòu)與工作原理。
[0008]一種硬脆材料加工變弧長的線切割鋸與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有鋸絲能做得很細(xì)，可制成直徑0.1-1.5mm以下的多種鋸絲，降低鋸縫寬度，提高出材率，線鋸的切割輪跨距可調(diào)，能適于各種尺寸零件加工，而其它鋸機因受鋸片等諸因素的限制，有靈活性，線鋸的鋸切力小，功耗小，節(jié)能，切肩少、噪音小，環(huán)保，鋸縫整齊，切面光整，線鋸切割設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于操作等優(yōu)點，將廣泛的應(yīng)用于極限加工的機械制造技術(shù)領(lǐng)域中。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是圖1的左視圖。
[0012]圖3是本發(fā)明儲絲筒部