CN103586989B - 一种涂覆游离磨料的线锯切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涂覆游离磨料的线锯切割机，属于机械技术领域。它解决了现有的线锯切割机中的游离磨料利用率较低的问题。本线锯切割机包括设置在切割部处用于将浆料涂覆在加工工位进线处的线锯表面的涂覆头，涂覆头通过管道与存放浆料的储存罐相连，储存罐上设置有能使浆料通过管道流向涂覆头的输送装置。本涂覆游离磨料的线锯切割机通过在线锯上涂覆浆料使磨料附着在线锯表面，在线锯的高速运动过程中，浆料的损失很少，提高了磨料的利用率，降低切割加工成本。

Description

一种涂覆游离磨料的线锯切割机

技术领域

本发明属于材料切割技术领域，涉及一种线锯切割机，特别是一种涂覆游离磨料的线锯切割机。

背景技术

在电子、通讯和光伏行业中，半导体材料(例如，硅)一直有着广泛应用。传统的加工方法是，通过内圆锯片切割棒状半导体原料，这样的加工方式无法满足大直径的半导体原料加工，并且加工过程中的原料损耗较大。随着生产技术的发展，内圆锯片切割逐步被线锯切割技术所取代，线锯切割技术是指通过一根表面镀铜的钢丝线，绕在张紧装置上，再来回绕过带有凹槽的导向轮，形成一排线网，通过张紧的线网对半导体材料进行切割。为了提高钢丝线的切割效果，可以通过电镀、树脂粘结等方法将磨料固定在钢丝线上或者在切割过程中将游离状态的磨料喷射到钢丝线表面。

现有技术中，游离状态的磨料通常选用低粘度的浆料，载体和研磨剂颗粒以一定重量比混合而组合。载体为提供润滑和冷却的液体，如矿物油、煤油、聚乙二醇、聚丙二醇或其它聚亚炕基二醇；研磨剂选用硬质材料，如碳化硅颗粒。并且，浆料在使用过之后进行回收和再次利用。例如，中国专利【申请号200980151086.5；申请公布号CN102257604A】线锯切割方法中公开的线锯切割装置，该线锯切割装置包含安装和支撑头，其适合于固持工件；线锯，其相对于安装和支撑头走位使得在操作时该工件可与该线锯接触；施加区域，其用于将线锯切割流体从再循环切割流体分配系统施加到该线锯上，该施加区域被定位且适合于将切割流体输送至该线锯，该再循环切割流体分配系统限定切割流体流动路径；线锯切割流体出口区域，其适合于引导切割流体离开线锯及固定的工件并回到该再循环切割流体分配系统中；再循环分配系统，其包含取样管线、或传感器、或者取样管线及传感器，其中，取样管线用于获得在切割过程期间的切割流体的样品以监测该切割流体的一种或多种化学和/或物理性质，传感器适合于监测切割流体的一种或多种化学和/或物理性质；以及化学添加剂进料管线，其适合于响应监测将化学品引入到再循环切割流体中以调节切割流体的化学组成以使所监测的性质的水平保持在或恢复至预定界限内。

上述线锯切割装置通过对切割流体进行物理性质和/或物理性质的检测和控制使切割流体能够进行循环利用，但是，该线锯切割装置对切割流体物理性质和/或物理性质的检测和控制的装置结构较为复杂，增加了生产成本，并且随着循环次数增加，切割流体的物理性质和/或物理性质的恢复越来越困难，最终仍会造成切割流体失效废弃，切割流体中的游离磨料的利用率依然处于较低的水平。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了涂覆游离磨料的线锯切割机，本发明解决的技术问题是提高游离磨料的利用率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种涂覆游离磨料的线锯切割机，所述线锯切割机包括线锯、收线轮、放线轮和若干个导向轮，所述线锯一端卷绕在放线轮上，另一端卷绕在收线轮上，所述线锯在导向轮上铺设形成由一条线锯或者一条以上平行线锯组成的切割部，上述切割部上具有用于放置待加工工件的加工工位，其特征在于，本线锯切割机还包括设置在切割部处用于将浆料涂覆在加工工位进线处的线锯表面的涂覆头，上述涂覆头通过管道与存放浆料的储存罐相连，所述储存罐上设置有能使浆料通过管道流向涂覆头的输送装置。

本涂覆游离磨料的线锯切割机的原理是：在线锯切割加工过程中，通过涂覆头在线锯表面涂覆一层浆料，在线锯高速运动的过程中，浆料能更有效地附着在线锯上并被带到加工工位处，使更多的磨料作用在待加工工件的切割区域。本涂覆游离磨料的线锯切割机与常规的线锯切割机相比，由于浆料能使更多的游离磨料到达切割区域，只需通过涂覆头在线锯上涂覆很少的浆料，提高了浆料的利用率。并且，省去了浆料的回收和循环系统，使线锯切割机结构更简单。

在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述线锯沿同一方向相对于所述加工工位进线和出线，所述涂覆头的数量为1个，且涂覆头位于加工工位的进线一侧。这样的结构应用于线锯单向运动的线锯切割机上，只需在加工工位的进线一侧设置涂覆头，线锯进入加工工位之前在其表面涂覆浆料。

作为另一种方案，在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述线锯相对于所述加工工位做往复的切割运动，所述加工工位的两侧分别设置有涂覆头。这样的结构应用于线锯往复运动的线锯切割机上，线锯切割加工过程中，加工工位进线一侧的涂覆头对线锯涂覆浓浆，加工工位出线一侧的涂覆头不工作。

在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述涂覆头和加工工位之间设置有用于向涂覆有浆料的线锯喷液体的喷头。喷头主要用于喷水等液体，水会随着浆料进入切割区域，在线锯切割过程中，水能够提高浆料的流动性，使磨料能够与待加工工件重复接触，提高切割效果；并且，水还能够及时带走切割过程中产生的热量，防止工件表面灼伤或发生翘曲。

在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述储存罐内设置有冷凝器和用于搅拌储存罐内浆料的搅拌器。通过设置冷凝器能够使储存罐的浆料保持合适的温度，搅拌器用于防止浆料结块，保证浆料的流动性，并且使浆料温度均匀，更有利于线锯切割加工；冷凝器用于降低浆料的温度能降低切割温度，避免高温损坏工件。

作为优选，在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述涂覆头紧贴线锯表面，且涂覆头端部不与线锯接触。涂覆头与线锯保持零距离更有利于将浆料涂覆在线锯上，减少浆料的浪费。

在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述涂覆头包括本体和位于本体顶部的盖板，所述本体内部为空腔，所述盖板上具有与本体内腔相连通的进料口，所述本体底部具有与本体内腔相连通的出料口，上述出料口沿线锯的排列方向分布。涂覆头能够适用于多线锯结构，涂覆头的本体内具有能储存浆料的空腔，因此出料口的出料较为均匀，并且通过拆下盖板便于对涂覆头内部进行清洗，涂覆头的维护更方便。

在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述涂覆头的下方设置有用于回收浆料的回收器。本线锯切割机只回收未喷水之前的浆料，该浆料未经过线锯切割，可以直接进行二次利用，提高了磨料的利用率。

在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述输送装置包括通过空气管道与储存罐相连通的空压机，所述空气管道上还设置有压力表和压力调节阀。通过压力调节阀控制浆料的出料速度，避免浆料出料过多造成浪费、出料过少导致加工效果差的问题。

作为另一种方案，在上述的涂覆游离磨料的线锯切割机中，所述输送装置包括位于存储罐顶部并与外界相连通的通气孔和设置在通气孔处的过滤网，所述储存罐所在的水平面高于涂覆头所在的水平面，所述管道上设置有流量控制阀。通过流量控制阀控制浆料的流量，结构更简单。

与现有技术相比，本涂覆游离磨料的线锯切割机的优点在于：

1、本涂覆游离磨料的线锯切割机通过在线锯上涂覆浆料使磨料附着在线锯表面，在线锯的高速运动过程中，浆料的损失很少，提高了磨料的利用率，降低切割加工成本。并且，无需对大量浆料进行回收、处理和再利用，省去了相应的设备，降低了线锯切割机的制造成本。

2、本涂覆游离磨料的线锯切割机在浆料进入切割区域之前在其表面喷水，水会附着在浆料表面，在线锯切割过程中，水能够增加浆料的流动性，使磨料与待加工工件充分接触，水还能及时带走加工过程中产生的热量，防止工件表面灼伤或发生翘曲，提高了线锯切割加工出的产品的质量。

3、本涂覆游离磨料的线锯切割机通过设置冷凝器能够使储存罐的浆料保持合适的温度，搅拌器用于防止浆料结块，保证浆料的流动性；降低浆料的温度能降低切割温度，避免高温损坏工件。

附图说明

图1是实施例一中本涂覆游离磨料的线锯切割机的原理示意图。

图2是实施例二中本涂覆游离磨料的线锯切割机的原理示意图。

图3是本涂覆游离磨料的线锯切割机的涂覆头的结构示意图。

图中，1、线锯；1a、切割部；2、导向轮；3、待加工工件；4、涂覆头；41、本体；411、出料口；42；盖板；421、进料口；5、管道；6、储存罐；7、喷头；8、冷凝器；9、搅拌器；91、叶片；92、搅拌电机；10、空压机；11、压力表；12、压力调节阀。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

本涂覆游离磨料的线锯切割机用于加工脆硬材料，例如，水晶、玻璃、硅碇和陶瓷等。本涂覆游离磨料的线锯切割机的线锯1可以采用现有的各种布置方式，例如，线锯1一端卷绕在放线轮上，另一端卷绕在收线轮上，线锯1铺设在导向轮2上，为了使线锯1保持张紧状态，还可以设置张紧轮。线锯切割机根据实际生产加工需要，可以为一条线锯1进行切割的单线切割结构，也可以为一条以上平行线锯1组成的多线切割结构。本涂覆游离磨料的线锯切割机还包括涂覆头4、储存罐6和输送装置。

具体来说，如图1所示，线锯1在导向轮2上铺设形成切割部1a，切割部1a上具有用于放置待加工工件3的加工工位，待加工工件能相对于切割部1a做进给运动。本实施例中，线锯1沿同一方向相对于加工工位进线和出线，涂覆头4设置在加工工位的进线一侧，涂覆头4通过管道5与存放浆料的储存罐6相连，储存罐里存放的浆料的粘度大于普通浆料。涂覆头4能将浆料直接涂覆在加工工位进线处的线锯1表面，使浆料附着在线锯表面。作为优选方案，涂覆头4紧贴线锯1表面，并且涂覆头4端部不与线锯1接触，涂覆头4与线锯1保持零距离更有利于将浆料涂覆在线锯1上，减少浆料的浪费；储存罐6内设置有冷凝器8和用于搅拌储存罐6内浆料的搅拌器9，搅拌器9包括搅拌电机92和叶片91，通过设置冷凝器8能够使储存罐6的浆料保持合适的温度，搅拌电机92带动叶片91转动，对浆料进行搅拌，防止浆料结块，保证浆料的流动性，并且使浆料温度均匀，更有利于线锯切割加工。

如图3所示，涂覆头4包括呈长条形的本体41和位于本体41顶部的盖板42，本体41内部为空腔，盖板42上具有与本体41内腔相连通的进料口421，本体41底部具有与本体41内腔相连通的出料口411，出料口411沿线锯1的排列方向分布，涂覆头4能够适用于多线锯1结构，涂覆头4的本体41内具有能储存浆料的空腔，因此出料口411的出料较为均匀，并且通过拆下盖板42便于对涂覆头4内部进行清洗。在实际的生产和制造过程中，涂覆头4可根据实际使用需要采用其他结构，例如，在单线切割结构的线锯切割机中，涂覆头4的本体41可以做成较短的结构，并且在本体41底部开设一个出料孔。作为优选方案，涂覆头4的下方设置有用于回收浆料的回收器，本线锯切割机只回收未喷水之前的浆料，该浆料未被使用，可以直接进行二次利用，提高了磨料的利用率。

如图1所示，涂覆头4和加工工位之间设置有用于向涂覆有浆料的线锯1喷液体的喷头7。喷头7主要用于喷水等液体，由于浆料的粘度较高，水不会立刻与浆料混合，而是随着浆料进入切割区域，在线锯1切割过程中，水能够提高浆料的流动性，使磨料能够与待加工工件3重复接触，提高切割效果；并且，水还能够及时带走切割过程中产生的热量，防止工件表面灼伤或发生翘曲。

输送装置设置在储存罐6上，用于使浆料通过管道5连续地流向涂覆头4。如图1所示，输送装置包括通过空气管道与储存罐6相连通的空压机10，空气管道上还设置有压力表11和压力调节阀12。通过压力调节阀12控制浆料的出料速度，避免浆料出料过多造成浪费、出料过少导致加工效果差的问题。

本涂覆游离磨料的线锯切割机的原理是：在线锯切割加工过程中，首先通过涂覆头4在线锯1表面涂覆一层浆料，由于浆料的粘度较大，在线锯1高速运动的过程中，浆料不易被甩出。涂覆头4可以设置在离加工工位相对较远的位置，使设备的布置更灵活。当涂覆有浆料的线锯1靠近加工工位时，再通过喷头7对线锯1表面进行喷水，水和浆料随着线锯1运动到切割区域。在线锯切割待加工工件3时，能有更多的磨料与待加工工件3的切割区域充分接触，实现对待加工工件3的切割。在整个加工过程中，磨料除了加工损耗之外几乎没有其他损失，磨料的利用率高；使用过的磨料不再进行回收利用，每次用于切割的磨料均保持锋利的状态，提高了加工效率，并且省去了回收、处理的设备，降低了线锯切割机的制造成本。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，如图2所示，本实施例中，线锯1相对于加工工位做往复的切割运动，加工工位的两侧分别设置有涂覆头4。这样的结构应用于线锯1往复运动的线锯切割机上，线锯切割加工过程中，加工工位的进线一侧的涂覆头4对线锯1涂覆浓浆，加工工位出线一侧的涂覆头4不工作。

实施例三：

本实施例中的技术方案与实施例一或者实施例二中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，输送装置包括位于存储罐顶部并与外界相连通的通气孔和设置在通气孔处的过滤网，储存罐6所在的水平面高于涂覆头4所在的水平面，管道5上设置有流量控制阀。通过流量控制阀控制浆料的流量，结构更简单。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了线锯1、切割部1a、导向轮2、待加工工件3、涂覆头4、本体41、出料口411、盖板42；进料口421、管道5、储存罐6、喷头7、冷凝器8、搅拌器9、叶片91、搅拌电机92、空压机10、压力表11、压力调节阀12等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种涂覆游离磨料的线锯切割机，所述线锯切割机包括线锯(1)、收线轮、放线轮和若干个导向轮(2)，所述线锯(1)一端卷绕在放线轮上，另一端卷绕在收线轮上，所述线锯(1)在导向轮(2)上铺设形成由一条线锯(1)或者一条以上平行线锯(1)组成的切割部(1a)，上述切割部(1a)上具有用于放置待加工工件(3)的加工工位，其特征在于，本线锯切割机还包括设置在切割部(1a)处用于将浆料涂覆在加工工位进线处的线锯(1)表面的涂覆头(4)，上述涂覆头(4)通过管道(5)与存放浆料的储存罐(6)相连，所述储存罐(6)上设置有能使浆料通过管道(5)流向涂覆头(4)的输送装置，所述涂覆头(4)紧贴线锯(1)表面，且涂覆头(4)端部不与线锯(1)接触并能在线锯(1)表面涂覆一层粘度较大的浆料，所述涂覆头(4)和加工工位之间设置有用于向涂覆有浆料的线锯(1)喷液体的喷头(7)，所述涂覆头(4)的下方设置有用于回收浆料的回收器。

2.根据权利要求1所述的涂覆游离磨料的线锯切割机，其特征在于，所述线锯(1)沿同一方向相对于所述加工工位进线和出线，所述涂覆头(4)的数量为1个，且涂覆头(4)位于加工工位的进线一侧。

3.根据权利要求1所述的涂覆游离磨料的线锯切割机，其特征在于，所述线锯(1)相对于所述加工工位做往复的切割运动，所述加工工位的两侧分别设置有涂覆头(4)。

4.根据权利要求1或2或3所述的涂覆游离磨料的线锯切割机，其特征在于，所述储存罐(6)内设置有冷凝器(8)和用于搅拌储存罐(6)内浆料的搅拌器(9)。

5.根据权利要求1或2或3所述的涂覆游离磨料的线锯切割机，其特征在于，所述涂覆头(4)包括本体(41)和位于本体(41)顶部的盖板(42)，所述本体(41)内部为空腔，所述盖板(42)上具有与本体(41)内腔相连通的进料口(421)，所述本体(41)底部具有与本体(41)内腔相连通的出料口(411)，上述出料口(411)与一条线锯(1)组成的切割部(1a)对应或者沿一条以上线锯(1)组成的切割部(1a)排列方向分布。

6.根据权利要求1或2或3所述的涂覆游离磨料的线锯切割机，其特征在于，所述输送装置包括通过空气管道与储存罐(6)相连通的空压机(10)，所述空气管道上还设置有压力表(11)和压力调节阀(12)。

7.根据权利要求1或2或3所述的涂覆游离磨料的线锯切割机，其特征在于，所述输送装置包括位于存储罐顶部并与外界相连通的通气孔和设置在通气孔处的过滤网，所述储存罐(6)所在的水平面高于涂覆头(4)所在的水平面，所述管道(5)上设置有流量控制阀。