[發明專利]線鋸切割加工中工件進給量自動補償調節方法及裝置

有效

• 申請號: 201710164000.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106735562B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 李新穎;高玉飛;葛培琪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23D57/00
• 分類號: B23D57/00
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

一種線鋸切割加工中工件進給量自動補償調節方法及裝置，在進給工作臺上安裝用于裝夾棒料的載料臺，載料臺能夠在進給工作臺上沿工件進給方向移動，進給工作臺以恒定進給速度進給鋸切；當工件切割長度L較大或者是鋸絲因磨損導致切割能力下降彎曲較大時，通過彈簧裝置使載料臺相對于鋸絲自動退讓，減小鋸絲的彎曲，從而使工件進給量與鋸絲切割能力匹配；其裝置，包括進給工作臺和載料臺，進給工作臺中設置有定位通孔，載料臺的底部設置有導向柱，載料臺通過底部導向柱與定位通孔的配合安裝在進給工作臺上，載料臺與進給工作臺之間設置有彈簧裝置。本發明避免了因鋸絲的彎曲過大帶來嚴重磨損或切片表面質量變差。

技術領域

本發明涉及一種在線鋸切割棒料過程中用于進給量自動調節的工件進給方法及裝置，屬于切割加工技術領域。

背景技術

碳化硅(Sic)單晶、硅(Si)等硬脆材料因具有優良穩定的物理、化學性能被廣泛應用于各個學科領域。而固結磨料金剛石線鋸切片技術由于在硬脆材料切片加工的過程中具有切縫窄、物料去除率高、切片表面質量好、環境友好等優點在晶體切片行業中應用越來越廣泛。

現有的線鋸機床設備一般是將待切割加工工件裝夾于進給工作臺上，鋸絲往復運轉，通過進給工作臺運動帶動待加工材料沿垂直于鋸絲的方向進給，或是通過鋸絲在保持往復走絲的同時沿垂直于加工材料的方向進給，完成切割。對于單晶SiC、單晶Si等硬脆材料而言，其工件形狀一般為圓形棒狀，切割時切口長度會隨加工過程的進行而發生改變。同時，金剛石鋸絲基體本身具有長度很長、直徑很小的特點，極易發生彎曲變形。

如在切割的過程中采取進給速度恒定的方式進行加工，當切口長度較大或鋸絲已磨損時，由于進給速度恒定，進給量無法被及時切去會造成鋸絲的嚴重彎曲，過度的彎曲變形會加大鋸絲與工件之間的摩擦力、加重鋸絲的磨損，甚至出現斷絲現象，且會使切片的表面質量大大降低。當切口長度較小時，由于鋸切力較小，鋸絲一般不發生彎曲，其切削性能也沒有充分發揮。

為了解決這個問題，有切割技術采取在整個切割過程中根據鋸切區度采用變進給速度的工藝，但這對線鋸床的控制系統要求比較高，大幅提高了鋸床的成本和對操作人員技術的要求。有的鋸床增加了鋸絲搖擺裝置，鋸絲切割過程中往復搖擺來保持鋸切圓形棒狀硬脆材料時切割長度的不變，但增加鋸絲搖擺裝置大幅提高了鋸床的制造成本和控制系統的復雜性。

發明內容

本發明針對目前采用線鋸切割加工圓形晶體棒料時，由于切割過程中切口長度變化或鋸絲切割能力發生變化，同時進給速度恒定而存在的進給量無法被及時切去而造成的鋸絲彎曲嚴重的問題，提供一種線鋸切割加工中工件進給量自動補償調節方法，同時提供一種實現該方法的進給裝置，以解決線鋸切割過程中存在的此類問題。

本發明的線鋸切割加工中工件進給量自動補償調節方法，用于線鋸切割加工中，能夠依據切割長度及鋸絲切割能力自動調節工件進給量，具體過程是：

在進給工作臺上安裝用于裝夾棒料的載料臺，進給工作臺與載料臺兩者之間設置彈簧裝置，載料臺能夠在進給工作臺上沿工件進給方向移動，進給工作臺以恒定進給速度進給鋸切；

鋸切前，鋸絲張緊，產生彎曲，通過工件壓在載料臺上，彈簧裝置產生預壓縮；當切割工件切口深度L為L≤d/4時，如果切割量大于進給量，彈簧裝置的預壓縮量就會減少，載料臺相對進給工作臺向鋸絲方向進一步進給，對進給量進行補償，使鋸絲彎曲角增大至5～10°以保持鋸絲的切割能力，其中d為被加工晶體棒料的直徑；

當工件切口深度L為3d/4≤L≤d，或者是鋸絲磨損，導致進給量大于切割量，使彎曲角大于10°時，沿工件進給方向產生的鋸切壓力使進給工作臺與載料臺之間的彈簧裝置產生壓縮，載料臺相對于鋸絲自動退讓，減小鋸絲的彎曲，以保證鋸絲的彎曲角≤10°，消除進給量過大無法被及時切去導致鋸絲彎曲量過大的現象。

所述載料臺相對于鋸絲退讓距離為0～30mm。