[發明專利]一種可變軸間距多線切割新機構

有效

• 申請號: 202111342953.2
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114083704B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 張振宇;萬省作;吳斌;孟凡寧;張富旭;顧秦銘;馮俊元
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D1/22;B28D7/00;B24B27/06;B24B41/02;B24B47/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

本發明提供一種可變軸間距多線切割新機構，包括機架、線輥一、線輥二、線輥三、線輥四和轉子，線輥一、線輥二、線輥三和線輥四分別由四個伺服電機驅動，轉子上安裝有線輥五、線輥六和線輥七，線輥五、線輥六和線輥七的中心連線構成三角形；線輥一、線輥二、線輥三和線輥四的內部構成容納空間，線輥五、線輥六和線輥七均位于容納空間中；切割線網由線輥一、線輥二、線輥三、線輥四和線輥五、線輥六和線輥七中任意兩個線輥支撐纏繞；旋轉轉子，使線輥五、線輥六和線輥七中不同的兩個線輥作為工作線輥支撐下排線線網參與材料切割，來調整左右兩個切割區域線網的中心間距，以實現對不同兩種工件的同時切割。

技術領域

本發明涉及切割設備技術領域，具體而言，尤其涉及一種可變軸間距多線切割新機構。

背景技術

多線切割機是采用固結磨料鋼絲線或通過高速往復運動的鋼絲線將磨料帶入加工區域進行研磨的加工裝備，常見的切割材料多為脆硬材料，例如半導體材料（硅錠、碳化硅），玻璃和磁材如釹鐵硼等，可將工件均勻切割成幾十上百片，多線機切割材料的彎曲度（BOW）小，翹曲度（Warp）小，平行度（Tarp）好，總厚度公差（TTV）小，片間切割損耗少。

切割材料時為了更薄的切片和減少材料的損耗，多線切割一般使用很細的鋼絲線（直徑為0.10~0.30 mm），如果切割過程中鋼絲線的張力波動較大或者操作不當，會使鋼絲線崩斷，從而造成整個加工中斷，鋼絲線的斷裂會大大降低工件切割表面質量，更嚴重的是在切割昂貴硅錠時其將會報廢，造成巨大的損失；鋼絲線張力過小則會引起鋼絲線的低頻振動，影響到工件的生產過程，使得加工出來工件表面質量較差。多線切割機鋼絲線張力控制的精度和穩定性是關系到加工質量好壞的關鍵，張力大小的控制主要是靠機床的走線系統和線輥軸距的控制，機床走線系統的控制主要還是通過控制進線端和退線端鋼絲線的拉緊力，還有例如目前通過張力傳感器測量線張力，采用伺服電動機的位置控制來改變張力大小。然而對于纏繞在線輥較中的鋼絲線張力是很難保證的，也無法實時的測定每輪鋼絲線的張力，而目前現有的多線切割機切割室里的線輥都是固定安裝的，其軸距無法改變，在切割不同尺寸和不同材料時勢必會造成質量的參差不齊，因此為了保證切割不同尺寸和材料時張力的穩定性，對線輥軸距大小根據切割狀況進行適當的調整，從而實現鋼絲線張力和提升各種切割尺寸或材料下的切割質量。

現有的多線切割機多采用固結磨料切割的方式，鋼絲線上通過粘連或者電鍍均勻的高硬度磨料，例如金剛石磨料，即采用通過擁有高線速度的金屬線帶動附著在鋼絲線上的超硬磨料對工件進行劃擦，進而達到切割的效果。鋼絲線通過多個導線輪的引導在線輥上均勻纏繞，在加工過程中，鋼絲線在主線輥上形成一張線網，而待加工工件通過工作臺的上升或下降實現工件的進給運動。但現有的固結磨料多線切割機繞線方式都是固定的，線輥中心距固定，在切割不同材料工件時會產生切割表面質量不均。對于金剛石線多線切割系統，鋼絲線網的剛度和進給機構是影響切割質量的主要部件，其中鋼絲線網剛度不足是導致金剛線彎曲的主要原因。在切割較硬材料時，線輥中心距過大時，在切割過程中鋼絲線會產生較大的線弓，降低切割效率，切割表面質量差，而且容易在切割過程中斷線；線輥中心距過小，會限制切割工件的尺寸，切割薄片時會產生較大的翹曲度，斷線的風險也將增大，機床的利用率會被限制。一般相同的切割工藝條件下，主輥中心距越大，線痕、TTV 越大，成品率越低，縮小主輥中心距是改善金剛線切割質量的關鍵因素之一。在切割不同材料或尺寸大小的工件時，金剛線切割機的主輥設計更加緊湊，縮小中心距和減小線輥直徑，可在一定程度上縮小金剛線的跨距，提高線網運轉穩定性。

發明內容