CN104290201A - 用于超硬材料加工的带锯切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于超硬材料加工的带锯切割装置，在工作台底座内转动安装有转动主轴，在工作台底座的上表面固定有下旋转连接块，在下旋转连接块的上表面通过平面轴承转动安装有上旋转连接块，上旋转连接块的下表面与转动主轴的上端面固定，在上旋转连接块的上表面固定有摆动工作台；在工作台底座的侧壁固定有主轴套，在主轴套内转动安装有传动主轴，在传动主轴的上端部固定有旋转台，在旋转台上表面呈偏心固定有第一销轴，在第一销轴的上端部转动安装有连杆，在摆动工作台的下表面呈偏心固定有第二销轴，连杆的另一端转动安装在第二销轴的下端部。本发明解决了旋转带锯因旋转进刀导致锯片偏移造成带锯损坏或晶体开裂的问题，可提高切割加工质量。

Description

用于超硬材料加工的带锯切割装置
技术领域
本发明涉及一种切割装置，本发明尤其是涉及一种用于超硬材料加工的带锯切割装置。
背景技术
随着工业发展的需要以及材料科学的不断突破和创新，各种高强度、高硬度、抗腐蚀和耐高温的新型材料应运而生。其中，那些具有高强度、超硬度、脆性大等特点的复合材料被称为超硬材料。一般超硬材料有人造金刚石、人造蓝宝石单晶、立方氮化硼、类金刚石膜等，它们以无与伦比的耐磨等优异性能，广泛地应用在机械加工、航空航天、新材料加工等领域，后期随着超硬材料不断取得的成果，其应用逐渐由力学物理性能拓展到热学、光学、电学等功能方面。例如：蓝宝石单晶因具有优良的光学性能、机械性能、化学性能、高温性能及电性能，因而被广泛用于LED照明、航空航天、国防军工、智能手机等众多领域。 
当前，超硬材料正朝着高精度、高性能和高可靠性的方向发展，对材料部件表面的局部平面度、全局平面度和表面粗糙度均提出了前所未有的高要求（如要求表面粗糙度达到亚纳米量级）。由于超硬材料硬度高、脆性大，对其进行机械加工异常困难，目前普遍使用带锯切割机对超硬材料进行切割加工。与内圆切割、外圆切割、线切割方法相比，带锯切割具有材料损耗小、材料加工质量高、成本低等优点。
带锯切割机是以环状无端的带锯条为锯具，绕在两个锯轮上作单向连续的直线运动来据切工件的锯机。传统的带锯切割方法一般是采用锯片转动，工件进给的方式进行切割，或是采用固定工件，锯片一边转动一边进给的方式进行切割，以上两种切割方式加工大尺寸蓝宝石晶体毛坯时，切割表面质量和平坦度都比较差。为解决以上问题，目前普遍采用固定锯片，工件一边转动一边进给的方式进行切割，该方式虽然可提高切割表面质量，但带锯是以旋转方式进刀，由于晶体材料外观的不规则，容易导致带锯进刀偏移，从而导致带锯损坏或晶体开裂；在旋转切割过程中，由于圆形切割面积越来越小，为保证切割质量，在圆形切割面积小到一定尺寸时需降低工件旋转速度和进给速度，这样导致单位时间内带锯切割材料体积变小，从而造成切割效率较低；由于旋转切割是从晶体外部开始，逐渐延伸到晶体中心部位，锯片无法直接切断晶体材料，需要用硬橡胶锤轻轻敲击取下晶体被切割后的保留余量，从而导致晶体经常发生崩边现象。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高效、安全、切割质量高的用于超硬材料加工的带锯切割装置。
按照本发明提供的技术方案，所述用于超硬材料加工的带锯切割装置，包括工作台底座，在工作台底座内转动安装有转动主轴，在工作台底座的上表面固定有下旋转连接块，在下旋转连接块的上表面通过平面轴承转动安装有上旋转连接块，上旋转连接块的下表面与转动主轴的上端面固定，在上旋转连接块的上表面固定有摆动工作台；在工作台底座的侧壁固定有主轴套，在主轴套内转动安装有传动主轴，在传动主轴的上端部固定有旋转台，在旋转台上表面呈偏心固定有第一销轴，在第一销轴的上端部转动安装有连杆，在摆动工作台的下表面呈偏心固定有第二销轴，连杆的另一端转动安装在第二销轴的下端部。
所述转动主轴、上旋转连接块与摆动工作台呈同轴设置。
所述摆动工作台的摆动角度为15~45°。
在工作台底座的侧壁固定有驱动电机，在驱动电机的输出轴上固定有主动皮带轮，在传动主轴上固定有被动皮带轮，被动皮带轮与主动皮带轮通过同步带相连。
本发明的有益效果是：
1、本发明超硬材料加工的带锯切割装置的摆动工作台是采用固定锯片，工件一边摆动一边进给的方式进行切割的，采用该种方式带锯直接进刀，解决了旋转带锯因旋转进刀导致锯片偏移造成带锯损坏或晶体开裂的问题，可提高切割加工质量；
2、本发明采用摇摆进给切割方式对超硬材料进行切割加工，切割材料体积随着切割时间的变化较小，这样工件将可一直保持以较高的旋转速度和进给速度对晶体材料进行切割，该种摇摆进给切割方式比旋转进给切割方式加工效率提高2倍左右。
3、本发明的摇摆进给切割方式由于切割是从晶体材料一侧开始，逐渐延伸到晶体的另一侧，锯片可直接切断晶体材料，避免了旋转进给切割由于无法直接切断晶体材料，导致晶体易出现崩边的现象，可提高晶体切割加工质量。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
该用于超硬材料加工的带锯切割装置，包括工作台底座1，在工作台底座1内转动安装有转动主轴2，在工作台底座1的上表面固定有下旋转连接块3，在下旋转连接块3的上表面通过平面轴承转动安装有上旋转连接块4，上旋转连接块4的下表面与转动主轴2的上端面固定，在上旋转连接块4的上表面固定有摆动工作台5；在工作台底座1的侧壁固定有主轴套6，在主轴套6内转动安装有传动主轴7，在传动主轴7的上端部固定有旋转台8，在旋转台8上表面呈偏心固定有第一销轴10，在第一销轴10的上端部转动安装有连杆9，在摆动工作台5的下表面呈偏心固定有第二销轴11，连杆9的另一端转动安装在第二销轴11的下端部。
所述转动主轴2、上旋转连接块4与摆动工作台5呈同轴设置。
所述摆动工作台5的摆动角度为15~45°。
在工作台底座1的侧壁固定有驱动电机12，在驱动电机12的输出轴上固定有主动皮带轮13，在传动主轴7上固定有被动皮带轮14，被动皮带轮14与主动皮带轮13通过同步带15相连。
工作时，启动驱动电机12，通过主动皮带轮13、同步带15、被动皮带轮14带动传动主轴7旋转，继而带动旋转台8旋转，旋转台8上表面的第一销轴10随着旋转台8偏心旋转，通过连杆9带动第二销轴11运动，从而带动与第二销轴11固定的摆动工作台5的摇摆运动。摆动工作台5的摇摆运动带动固定在摆动工作台5的摇摆运动上的锯片做摇摆运动，通过锯片的摇摆运动完成对晶体材料的切割。

Claims (4)

1.一种用于超硬材料加工的带锯切割装置，包括工作台底座（1），在工作台底座（1）内转动安装有转动主轴（2），其特征是：在工作台底座（1）的上表面固定有下旋转连接块（3），在下旋转连接块（3）的上表面通过平面轴承转动安装有上旋转连接块（4），上旋转连接块（4）的下表面与转动主轴（2）的上端面固定，在上旋转连接块（4）的上表面固定有摆动工作台（5）；在工作台底座（1）的侧壁固定有主轴套（6），在主轴套（6）内转动安装有传动主轴（7），在传动主轴（7）的上端部固定有旋转台（8），在旋转台（8）上表面呈偏心固定有第一销轴（10），在第一销轴（10）的上端部转动安装有连杆（9），在摆动工作台（5）的下表面呈偏心固定有第二销轴（11），连杆（9）的另一端转动安装在第二销轴（11）的下端部。
2.如权利要求1所述的用于超硬材料加工的带锯切割装置，其特征是：所述转动主轴（2）、上旋转连接块（4）与摆动工作台（5）呈同轴设置。
3.如权利要求1所述的用于超硬材料加工的带锯切割装置，其特征是：所述摆动工作台（5）的摆动角度为15~45°。
4.如权利要求1所述的用于超硬材料加工的带锯切割装置，其特征是：在工作台底座（1）的侧壁固定有驱动电机（12），在驱动电机（12）的输出轴上固定有主动皮带轮（13），在传动主轴（7）上固定有被动皮带轮（14），被动皮带轮（14）与主动皮带轮（13）通过同步带（15）相连。
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