CN103538160A - 一种硬脆材料多线切割方法及切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硬脆材料多线切割方法及切割装置，切割装置包括机座、可升降地设置在移动座上的移动座，其中将待切割件可绕自身轴心线旋转地设置在升降座上，同时使得切割用钢丝张紧在旋转的多线槽轮上并呈多条切割丝做往复运动，切割加工时，待切割件旋转着与切割用钢丝相接触，待切割件与切割用钢丝之间的接触线较短，这对于切割大直径的超硬超脆材料更为容易，切割时切割设备的能耗大大降低，其功率也可大幅度的降低，保证了切割的持续有效进行，适用于多种大尺寸硬脆材料的切割加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬脆材料多线切割方法及切割装置。
背景技术
对于硬脆材料如水晶、硅片、大理石、蓝宝石等的切割，传统方法是采用多刀或钢线进行切割，即通过刀片或钢线的往复运动，带入油砂将工件切割，工件同时作下降运动，即可将工件切割成片，其切割原理如附图1所示。
随后又出现了摆动切割，这种切割原理是将带动钢线做往复运动的罗拉1’和罗拉2’装在回转台上，在切割过程中，两个罗拉带动钢线作往复运动，同时回转台以低速摆动、工件作下降运动，从而将工件切割，其切割原理图如附图2所示。
上述两种切割方式下，切割时钢线与工件的接触线很长，切割水晶和硅片尚可，但切割如蓝宝石等超硬材料时则显得力不从心。现有技术中多用摆动方式切割蓝宝石，但也只能切割2英寸以下的蓝宝石，切割受到较大的限制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种硬脆材料的多线切割方法，以对硬脆材料进行切割加工。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种硬脆材料的多线切割方法，包括如下步骤：
（1）设置包含多条切割丝的切割机构，并使得所述多条切割丝作往复切割运动；
（2）将待切割件可绕自身轴心线旋转地设置在移动座上，并将所述移动座沿垂直于所述待切割件旋转中心线的方向朝所述多条切割丝作进给移动，所述多条切割丝沿平行于所述待切割件的长度方向相间隔排布，每条所述切割丝沿所述待切割件的径向对其进行切割。
优选地，所述待切割件的长度方向沿水平方向延伸，所述移动座沿竖直方向升降设置，所述切割机构上所述多条切割丝位于所述待切割件下方。
本发明的另一目的是提供一种硬脆材料切割装置，以采用上述多线切割方法对硬脆材料进行切割。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种采用上述多线切割方法的硬脆材料切割装置，所述切割装置包括机座、沿竖直方向升降地设置在所述机座上的所述移动座、用于驱动所述移动座沿竖直方向升降的升降驱动机构，所述待切割件可绕自身轴心线旋转地设置在所述移动座的底部，所述移动座上还设有用于驱动所述待切割件旋转的旋转驱动机构，所述切割装置还包括设置在所述机座上的切割机构，所述切割机构包括钢线、多个用于绕设所述钢线形成多条所述切割丝的多线槽轮，多条所述切割丝沿所述多线槽轮的轴向相间隔分布，所述机座上还设有用于驱动其中一个所述多线槽轮旋转带动所述多条切割丝往复运动沿所述待切割件的径向对所述待切割件进行切割的切割驱动机构。
优选地，所述待切割件的一端面固定地粘结有料板，其另一端面固定地粘结有球型垫，所述移动座的底部设有可旋转的旋转轴、可沿轴向移动的球型顶针，所述旋转轴的轴心线与所述球型顶针的轴心线沿同一直线方向分布，所述旋转轴朝向所述球型顶针的端部上固定有吸盘，所述料板固定地吸合在所述吸盘上，所述球型顶针的顶针部沿轴向抵触在所述球型垫上。
进一步优选地，所述吸盘为电磁吸盘。
作为一种具体的实施方式，所述待切割件的一端面固定地粘结有料板，其另一端面固定地粘结有球型垫，所述移动座的底部设有可旋转的旋转轴、可沿轴向移动的球型顶针，所述旋转轴的轴心线与所述球型顶针的轴心线沿同一直线方向分布，所述旋转轴朝向所述球型顶针的端部上固定地设有用于夹紧所述料板的夹具，所述料板夹紧在所述夹具上，所述球型顶针的顶针部沿轴向抵触在所述球型垫上。
优选地，所述多线槽轮有三个，每个所述多线槽轮的周部上均开设有多个沿轴向间隔分布的线槽，所述钢线依次由第一个所述多线槽轮的一个线槽引出，然后进入第二个所述多线槽轮的一个线槽、进入第三个所述多线槽轮的一个线槽后，再进入第一个所述多线槽轮的下一个线槽，如此循环而张紧在三个所述多线槽轮的周部上形成多条所述切割丝。
进一步优选地，每个所述多线槽轮的轴心线与所述待切割件的长度延伸方向相平行。
进一步优选地，三个所述多线槽轮上，所述线槽的个数与槽间距相一致。
优选地，所述钢线为金钢线。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：切割加工时，待切割件与切割用钢丝之间的接触线较短，这对于切割大直径的超硬超脆材料更为容易，切割时切割设备的能耗大大降低，其功率也可大幅度的降低，保证了切割的持续有效进行，适用于多种大尺寸硬脆材料的切割加工。
附图说明
附图1为现有技术中传统方法的切割原理示意图；
附图2为现有技术中摆动式切割方法的原理示意图；
附图3为本发明的切割装置的整体结构示意图；
附图4为本发明的切割装置中待切割件的安装示意图；
附图5为本发明的切割装置的切割原理示意图。
其中：1、机座；2、移动座；3、待切割件；4、5、6多线槽轮；7、旋转轴；8、料板；9、电磁吸盘；10、球型垫；11、球型顶针；12、钢线。
具体实施方式
下面结合附图和本发明的较佳实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
参见图3所示的切割装置，主要用于对硬脆材料进行切割加工。该切割装置包括机座1、移动座2、升降驱动机构（图中未示出），机座1与切割设备整体相固定，移动座2通过升降驱动机构沿竖直方向能够升降地设置在机座1上。待切割件3通过旋转驱动机构（图中未示出）可绕自身轴心线旋转地设置在移动座2的底部，本实施例中，待切割件3采用的是蓝宝石棒料。
参见图4所示，待切割件3是按照如下方式设置在移动座2上的：待切割件3的一端面固定地粘结有料板8，其另一端面上固定地粘结有球型垫10。移动座2的底部设有可旋转的旋转轴7，旋转驱动机构即用于驱动旋转轴7的旋转，移动座2的底部还设有球型顶针11，球型顶针11可沿轴向移动，球型顶针11与旋转轴7的轴心线沿同一直线方向分布，旋转轴7朝向球型顶针11的端部上固定有一电磁吸盘9，该电磁吸盘9通电时料板8能够固定地吸合在电磁吸盘9上，球型顶针11的顶针部则沿轴向抵触在球型垫10上。安装待切割件3时，首先将料板8和球型垫粘结在其两端的端面上，然后使得电磁吸盘9通电使得电磁吸盘9与料板8吸合，然后再调整球型顶针11的位置，使其顶针部抵触在球型垫11上，这样便对待切割件3进行了定位，旋转轴7旋转时，待切割件3随之发生旋转。上述采用球型顶针11来固定待切割件3，在固定的过程中能够根据待切割件3的自身尺寸及精度以及切割角度等因素，对其径向角度自适应调整，而无需再人工调整，安装更为方便。上述安装中，电磁吸盘9也可更换为用于夹持料板8的夹具，通过夹具固定料板8的一端，但采用电磁吸盘9的固定方式更为方便。
参见图3所示，该切割装置还包括设置在机座1上的切割机构，该切割机构包括切割用钢线12、三个用于绕设钢线12形成多条切割丝的多线槽轮4、5、6，在本实施例中，钢线12采用的为金钢线，三个多线槽轮呈倒“品”字型排布，每个多线槽轮的周部上均开设有多个沿自身轴向间隔分布的线槽，钢线12先由下方的多线槽轮6的一个线槽引出后依次沿切向进入多线槽轮4的一个线槽、进入多线槽轮5的一个线槽，然后再沿切向进入多线槽轮6的下一个线槽，如此循环而张紧地绕设在三个多线槽轮的周部上形成多条切割丝，这多条切割丝沿多线槽轮的轴向间隔分布，这多条切割丝的位置分别对应待切割件3上的多个切割位置。钢丝12的两端则由切割设备上的绕线装置收放，机座1上还设有用于驱动多线槽轮6旋转从而使得切割丝往复运动进行切割的切割驱动机构（图中未示出）。通过切割驱动机构驱动多线槽轮6旋转，多条切割丝随之往复移动，当移动座2沿竖直方向降下至待切割件3旋转地接触到切割丝时，切割丝沿待切割件3的径向对待切割件3进行切割。
参见图3、图5所示，该切割装置在对待切割件3进行切割时，待切割件3在旋转驱动机构的作用下旋转，同时在升降驱动机构的作用下沿竖直方向下降，在切割驱动机构的作用下，钢线12发生往复运动，钢线12的多条切割丝逐渐接触待切割件3的底部并逐渐地切入待切割件3的芯部。待切割件3与切割丝的接触线很短，这对于切割大直径的超硬超脆材料更为容易，切割时切割设备的能耗大大降低，其功率也可大幅度的降低，保证了切割的持续有效进行，适用于多种大尺寸硬脆材料的切割加工。
当然，采用上述切割原理的切割方法对硬脆材料的待切割件3进行切割时，也可将待切割件3竖直排布或沿其他角度排布，切割过程中仅需保证待切割件3旋转着沿垂直于待切割件3旋转中心线的方向朝着多条切割丝进给移动，使得切割丝沿待切割件3的径向对其进行切割即可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硬脆材料的多线切割方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）设置包含多条切割丝的切割机构，并使得所述多条切割丝作往复切割运动；
（2）将待切割件可绕自身轴心线旋转地设置在移动座上，并将所述移动座沿垂直于所述待切割件旋转中心线的方向朝所述多条切割丝作进给移动，所述多条切割丝沿平行于所述待切割件的长度方向相间隔排布，每条所述切割丝沿所述待切割件的径向对其进行切割。
2.根据权利要求1所述的一种硬脆材料的多线切割方法，其特征在于：所述待切割件的长度方向沿水平方向延伸，所述移动座沿竖直方向升降设置，所述切割机构上所述多条切割丝位于所述待切割件下方。
3.一种采用如权利要求2所述的多线切割方法的硬脆材料切割装置，其特征在于：所述切割装置包括机座、沿竖直方向升降地设置在所述机座上的所述移动座、用于驱动所述移动座沿竖直方向升降的升降驱动机构，所述待切割件可绕自身轴心线旋转地设置在所述移动座的底部，所述移动座上还设有用于驱动所述待切割件旋转的旋转驱动机构，所述切割装置还包括设置在所述机座上的切割机构，所述切割机构包括钢线、多个用于绕设所述钢线形成多条所述切割丝的多线槽轮，多条所述切割丝沿所述多线槽轮的轴向相间隔分布，所述机座上还设有用于驱动其中一个所述多线槽轮旋转带动所述多条切割丝往复运动从而沿所述待切割件的径向对所述待切割件进行切割的切割驱动机构。
4.根据权利要求3所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：所述待切割件的一端面固定地粘结有料板，其另一端面固定地粘结有球型垫，所述移动座的底部设有可旋转的旋转轴、可沿轴向移动的球型顶针，所述旋转轴的轴心线与所述球型顶针的轴心线沿同一直线方向分布，所述旋转轴朝向所述球型顶针的端部上固定有吸盘，所述料板固定地吸合在所述吸盘上，所述球型顶针的顶针部沿轴向抵触在所述球型垫上。
5.根据权利要求4所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：所述吸盘为电磁吸盘。
6.根据权利要求3所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：所述待切割件的一端面固定地粘结有料板，其另一端面固定地粘结有球型垫，所述移动座的底部设有可旋转的旋转轴、可沿轴向移动的球型顶针，所述旋转轴的轴心线与所述球型顶针的轴心线沿同一直线方向分布，所述旋转轴朝向所述球型顶针的端部上固定地设有用于夹紧所述料板的夹具，所述料板夹紧在所述夹具上，所述球型顶针的顶针部沿轴向抵触在所述球型垫上。
7.根据权利要求3所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：所述多线槽轮有三个，每个所述多线槽轮的周部上均开设有多个沿轴向间隔分布的线槽，所述钢线依次由第一个所述多线槽轮的一个线槽引出，然后进入第二个所述多线槽轮的一个线槽、进入第三个所述多线槽轮的一个线槽后，再进入第一个所述多线槽轮的下一个线槽，如此循环而张紧在三个所述多线槽轮的周部上形成多条所述切割丝。
8.根据权利要求7所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：每个所述多线槽轮的轴心线与所述待切割件的长度延伸方向相平行。
9.根据权利要求7所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：三个所述多线槽轮上，所述线槽的个数与槽间距相一致。
10.根据权利要求3所述的硬脆材料切割装置，其特征在于：所述钢线为金钢线。
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