CN107962686A - 数控多刀机及运用数控多刀机进行石英晶块加工的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开并提供了一种结构简单、切割时间短、效率高、不需要对石英晶块进行粘接且石英晶块的切割平行度高的数控多刀机以及运用数控多刀机进行石英晶块加工的工艺。本发明中的数控多刀机包括机台主体和均设置在所述机台主体的上的控制箱、工件放置台和多刀切削组件，所述控制箱内装有控制系统，所述多刀切削组件包括往复平动装置、设置在所述往复平动装置上的切削主轴和设置在切削主轴上的若干金刚锯片，所述金刚锯片位于所述工件放置台的上方，所述往复平动装置和所述切削主轴均与所述控制系统电连接。本发明可用于多刀机的技术领域。

Description

数控多刀机及运用数控多刀机进行石英晶块加工的工艺

技术领域

本发明涉及一种数控多刀机及运用数控多刀机进行石英晶块加工的工艺。

背景技术

晶体谐振器中使用到的晶片，是由石英晶棒切割后研磨而来，而石英晶棒是由石英晶块切割而来，传统的石英晶块是在装配有长锯刀的普通多刀机中配合利用金刚砂进行切割的，长锯刀往复切割，每次最多可以切割6块石英晶块，但是6块石英晶块需要用专用的胶水进行粘接才能同时切割，另外，采用此种方式切割石英晶块一批次6块总耗时24小时左右，且这个切割过程中需要消耗专用的切削油及金刚砂等合理配比，切割时间长且切割下来的石英晶棒的平行度差、角度跑分严重。鉴于以上新研发一种新型的数控多刀机，其切割的时间短、采取单块切割或者两块不需要用胶水粘接的切割。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、切割时间短、效率高、不需要对石英晶块进行粘接且石英晶块的切割平行度高的数控多刀机以及运用数控多刀机进行石英晶块加工的工艺。

本发明所采用的技术方案是：本发明中的数控多刀机包括机台主体和均设置在所述机台主体的上的控制箱、工件放置台和多刀切削组件，所述控制箱内装有控制系统，所述多刀切削组件包括往复平动装置、设置在所述往复平动装置上的切削主轴和设置在切削主轴上的若干金刚锯片，所述金刚锯片位于所述工件放置台的上方，所述往复平动装置和所述切削主轴均与所述控制系统电连接。

由上述方案可见，使用多块金刚锯片代替传统的锯刀，可以快速实现对石英晶块的切割工作；另外，由于用多块金刚锯片同时切割，可以保证石英晶块的切割平行度；另外，本数控多刀机可以一次同时对一至两块石英晶块进行切割而不需要对石英晶块进行胶水粘贴处理，可以省去粘贴的操作步骤，节约工时，提高效率。

进一步地，若干金刚锯片适配设置在所述切削主轴的前端，相邻的两个所述金刚锯片之间设置有间距调配块。

由上述方案可见，在本发明中，通过配置不同厚度的间距调配块，可以精确限制每一块金刚锯片的位置，可以保证石英晶块被切割为石英晶棒的宽度和平行度。

进一步地，所述往复平动装置包括设置在所述工件放置台的前后两侧的平动滑轨、与所述平动滑轨相滑动配合的安装平台和与所述安装平台相配合的驱动器，所述驱动器设置在所述控制箱中，所述驱动器与所述控制系统电连接，所述安装平台的上端设置有保护箱体，所述切削主轴纵向设置在所述保护箱体内，所述保护箱体的底部设置有与所述工件放置台相适配的避让通槽。

由上述方案可见，在本发明中，平动滑轨与安装平台往复滑动配合，切削主轴安装在保护箱体中，故而切削主轴便可以相对工件放置台进行往复运动，即可实现往复切削工件放置台上的工件的功能。

进一步地，所述机台主体的中部设置有切削液槽体，所述工件放置台放置在所述切削液槽体内部，所述保护箱体内部的一侧设置有切削液喷枪。

进一步地，本发明还包括位于所述机台主体后侧的切削液箱体，所述切削液箱体上设置有泵体，所述切削液箱体与所述切削液喷枪之间连接有输液管，所述切削液箱体与所述切削液槽体之间连接有回流管。

进一步地，所述工件放置台上端的后侧横向设置有固定定向条，所述工件放置台的上端配合设置有横向限位块和纵向限位块，所述工件放置台的上部、所述横向限位块的底部和所述纵向限位块的底部均设置有磁性层。

由上述方案可见，在本发明中，横向限位块和纵向限位块为配件，横向限位块和纵向限位块可以通过磁性强力吸附到工件放置台上端的磁性层上，故而可以利用横向限位块和纵向限位块一起并配合固定定向条对石英晶块进行卡位固定，方便快捷效果好。

进一步地，所述安装平台上端的后侧设置有驱动电机，所述驱动电机与所述控制系统电连接，所述驱动电机的输出轴与所述切削主轴之间设置有同步连接带。

由上述方案可见，在本发明中，其中，所述驱动电机为步进电机，所述同步连接带为皮带。

进一步地，所述切削液槽体内设置有升降装置，所述工件放置台设置在所述升降装置的上端。

由上述方案可见，在本发明中，升降装置为普通的现有技术，升降装置与控制系统电连接，升降装置可以带动工件放置台上下运动，配合金刚锯片实现精确进给切削。

进一步地，所述保护箱体的前端面设置有翻式门，所述翻式门的上端与所述保护箱体通过合页相连接配合。

由上述方案可见，在本发明中，翻式门可以翻开和关闭，关闭后可将保护箱体密封，使得进行切削工作时，具有保障人身安全和防止切削液喷出的作用。

本发明中的石英晶块加工工艺，它包括以下步骤：

A、将至少一块石英晶块沿其长度方向横向放置在所述工件放置台上，石英晶块的左侧对齐到所述横向限位块上，再利用所述纵向限位块挤压石英晶块，使石英晶块被夹紧在所述纵向限位块和所述固定定向条之间；

B、启动所述驱动电机使得所述切削主轴带动所述金刚锯片转动；

C、启动所述升降装置，使得所述工件放置台向上运动，并使所述工件放置台来到所述金刚锯片的左下角处；

D、操作所述控制系统使得所述工件放置台进行往复运动，并从所述切削液喷枪喷射切削液，此时所述金刚锯片对石英晶块进行往复切割，并切割30min，所述工件放置台在所述升降装置的驱动下，每个往复来回向上位移0.001mm；

E、启动所述升降装置，使得所述工件放置台向下运动，石英晶块与所述金刚锯片分离，再停止切削主轴的运转，并关闭所述切削液喷枪；

F、撤掉所述纵向限位块，并将石英晶块从所述工件放置台上取下。

通过上述工艺加工的石英晶块平行度小于等于0.05mm，产品合格率提高10%-15%；石英晶块角度合格率提高10%-15%；提高生产效率25%以上，并使产品具有极高的一致性；节省人力成本300%以上，物料报废成本下降20%以上。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明另一个角度的结构示意图；

图3是多刀切削组件和工件放置台的配合示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的具体实施方式是：本发明中的数控多刀机包括机台主体1和均设置在所述机台主体1的上的控制箱2、工件放置台3和多刀切削组件，所述控制箱2在右侧，所述工件放置台3和所述多刀切削组件均在左侧；所述控制箱2内装有控制系统，所述多刀切削组件包括往复平动装置4、纵向设置在所述往复平动装置4上的切削主轴5和设置在切削主轴5上的若干金刚锯片6；所述金刚锯片6位于所述工件放置台3的上方，所述往复平动装置4和所述切削主轴5均与所述控制系统电连接。在本发明中，使用多块金刚锯片6代替传统的锯刀，可以快速实现对石英晶块的切割工作；另外，由于用多块金刚锯片6同时切割，可以保证石英晶块的切割平行度；另外，本发明可以一次同时对一至两块石英晶块进行切割而不需要对石英晶块进行胶水粘贴处理，可以省去粘贴的操作步骤，节约工时，提高效率，使用所述金刚锯片6进行切割，可以在2小时内完成对10块石英晶块切割。

在本具体实施例中，若干金刚锯片6设置在所述切削主轴5的前端，相邻的两个所述金刚锯片6之间设置有间距调配块51。所述间距调配块51为普通但具有高平行度的金属块，通过配置不同厚度的间距调配块51，可以精确限制每一块金刚锯片6的位置，可以保证石英晶块被切割为石英晶棒的宽度和平行度。

在本具体实施例，所述往复平动装置4包括横向设置在所述工件放置台3的前后两侧的平动滑轨41、与所述平动滑轨41相滑动配合的安装平台42和与所述安装平台42相配合的驱动器；所述驱动器固定设置在所述控制箱2中，所述驱动器与所述控制系统电连接，所述安装平台42的上端设置有保护箱体43，所述切削主轴5纵向设置在所述保护箱体43内偏右的位置上；所述保护箱体43的底部设置有与所述工件放置台3相适配的避让通槽，所述避让通槽将所述保护箱体43的底部贯穿。在本发明中，平动滑轨41与安装平台42往复滑动配合，切削主轴5安装在保护箱体43中，故而切削主轴5便可以相对工件放置台3进行往复运动，即可实现往复切削工件放置台3上的工件的功能。

在本具体实施例，所述机台主体1的中部设置有切削液槽体，所述工件放置台3放置在所述切削液槽体内部，所述保护箱体43内部的一侧设置有切削液喷枪44。所述切削液槽体正好落在所述避让通槽的下方，在进行切削时，切削液喷枪44喷出的切削液可以顺着所述避让通槽落到所述切削液槽体内被收集。

在本具体实施例，本发明还包括位于所述机台主体1后侧的切削液箱体7，所述切削液箱体7上设置有泵体71，所述切削液箱体7与所述切削液喷枪44之间连接有输液管72，所述切削液箱体7与所述切削液槽体之间连接有回流管73。

在本具体实施例中，所述工件放置台3上端的后侧横向设置有固定定向条31，所述工件放置台3的上端配合设置横向限位块32和纵向限位块33，所述工件放置台3的上部、所述横向限位块32的底部和所述纵向限位块33的底部均设置有磁性层。所述横向限位块32用于对工件的横向方向进行卡紧限位，所述纵向限位块33用于对工件的纵向方向进行卡紧限位；在本发明中，横向限位块32和纵向限位块33为配件，横向限位块32和纵向限位块33可以通过磁性强力吸附到工件放置台3上端的磁性层上，故而可以利用横向限位块32和纵向限位块33一起并配合固定定向条31对石英晶块进行卡位固定，方便快捷效果好。

具体地，所述横向限位块32的上部设置有玻璃层34，所述玻璃层34上设置有若干与金刚锯片6相适配的让位槽35。在本发明中，由于横向限位块32在定位石英晶块时不可避免要与石英晶块紧密接触，故而在切削时也不可避免会切削到横向限位块，设置让位槽35用于对金刚锯片6进行让位，设置玻璃层34的目的在金刚锯片6锯到非让位区域时，金刚锯片6不至于被横向限位块32上部的玻璃材料磨损。

在本具体实施例中，所述安装平台42上端的后侧设置有驱动电机8，所述驱动电机8与所述控制系统电连接，所述驱动电机8的输出轴与所述切削主轴5之间设置有同步连接带81。其中，所述驱动电机8为步进电机，所述同步连接带81为皮带。

在本具体实施例中，所述切削液槽体内设置有升降装置，所述工件放置台3设置在所述升降装置的上端。在本发明中，升降装置为普通的现有技术，升降装置与控制系统电连接，升降装置可以带动工件放置台3上下运动，配合金刚锯片6实现精确进给切削。

在本具体实施例中，所述保护箱体43的前端面设置有翻式门9，所述翻式门9的上端与所述保护箱体43通过合页相连接配合。翻式门9可以翻开和关闭，关闭后可将保护箱体43密封，使得进行切削工作时，具有保障人身安全和防止切削液喷出的作用。

本发明还包括运用数控多刀机进行石英晶块加工的工艺，该石英晶块加工工艺包括以下步骤：

A、将至少一块石英晶块沿其长度方向横向放置在所述工件放置台3上，石英晶块的左侧对齐到所述横向限位块32上，再利用所述纵向限位块33挤压石英晶块，使石英晶块被夹紧在所述纵向限位块33和所述固定定向条31之间；

B、启动所述驱动电机8使得所述切削主轴5带动所述金刚锯片6转动；

C、启动所述升降装置，使得所述工件放置台3向上运动，并使所述工件放置台3来到所述金刚锯片6的左下角处；

D、操作所述控制系统使得所述工件放置台3进行往复运动，并从所述切削液喷枪44喷射切削液，此时所述金刚锯片6对石英晶块进行往复切割，并切割30min，所述工件放置台3在所述升降装置的驱动下，每个往复来回向上位移0.001mm；

E、启动所述升降装置，使得所述工件放置台3向下运动，石英晶块与所述金刚锯片6分离，再停止切削主轴5的运转，并关闭所述切削液喷枪44；

F、撤掉所述纵向限位块33，并将石英晶块从所述工件放置台3上取下。

通过上述工艺加工的石英晶块平行度小于等于0.05mm，产品合格率提高10%-15%；石英晶块角度合格率提高10%-15%；提高生产效率25%以上，并使产品具有极高的一致性；节省人力成本300%以上，物料报废成本下降20%以上。

本发明可用于多刀机的技术领域。

Claims (10)

1.一种数控多刀机，其特征在于：它包括机台主体（1）和均设置在所述机台主体（1）上的控制箱（2）、工件放置台（3）和多刀切削组件，所述控制箱（2）内装有控制系统，所述多刀切削组件包括往复平动装置（4）、设置在所述往复平动装置（4）上的切削主轴（5）和设置在切削主轴（5）上的若干金刚锯片（6），所述金刚锯片（6）位于所述工件放置台（3）的上方，所述往复平动装置（4）和所述切削主轴（5）均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的数控多刀机，其特征在于：若干金刚锯片（6）适配设置在所述切削主轴（5）的前端，相邻的两个所述金刚锯片（6）之间设置有间距调配块（51）。

3.根据权利要求2所述的数控多刀机，其特征在于：所述往复平动装置（4）包括设置在所述工件放置台（3）的前后两侧的平动滑轨（41）、与所述平动滑轨（41）相滑动配合的安装平台（42）和与所述安装平台（42）相配合的驱动器，所述驱动器设置在所述控制箱（2）中，所述驱动器与所述控制系统电连接，所述安装平台（42）的上端设置有保护箱体（43），所述切削主轴（5）纵向设置在所述保护箱体（43）内，所述保护箱体（43）的底部设置有与所述工件放置台（3）相适配的避让通槽。

4.根据权利要求3所述的数控多刀机，其特征在于：所述机台主体（1）的中部设置有切削液槽体，所述工件放置台（3）放置在所述切削液槽体内部，所述保护箱体（43）内部的一侧设置有切削液喷枪（44）。

5.根据权利要求4所述的数控多刀机，其特征在于：所述数控多刀机还包括位于所述机台主体（1）后侧的切削液箱体（7），所述切削液箱体（7）上设置有泵体（71），所述切削液箱体（7）与所述切削液喷枪（44）之间连接有输液管（72），所述切削液箱体（7）与所述切削液槽体之间连接有回流管（73）。

6.根据权利要求5所述的数控多刀机，其特征在于：所述工件放置台（3）上端的后侧横向设置有固定定向条（31），所述工件放置台（3）的上端配合设置有横向限位块（32）和纵向限位块（33），所述工件放置台（3）的上部、所述横向限位块（32）的底部和所述纵向限位块（33）的底部均设置有磁性层。

7.根据权利要求6所述的数控多刀机，其特征在于：所述安装平台（42）上端的后侧设置有驱动电机（8），所述驱动电机（8）与所述控制系统电连接，所述驱动电机（8）的输出轴与所述切削主轴（5）之间设置有同步连接带（81）。

8.根据权利要求7所述的数控多刀机，其特征在于：所述切削液槽体内设置有升降装置，所述工件放置台（3）设置在所述升降装置的上端。

9.根据权利要求1所述的数控多刀机，其特征在于：所述保护箱体（43）的前端面设置有翻式门（9），所述翻式门（9）的上端与所述保护箱体（43）通过合页相连接配合。

10.一种运用如权利要求8所述的数控多刀机进行石英晶块加工的工艺，其特征在于，它包括以下步骤：

A、将至少一块石英晶块沿其长度方向横向放置在所述工件放置台（3）上，石英晶块的左侧对齐到所述横向限位块（32）上，再利用所述纵向限位块（33）挤压石英晶块，使石英晶块被夹紧在所述纵向限位块（33）和所述固定定向条（31）之间；

B、启动所述驱动电机（8）使得所述切削主轴（5）带动所述金刚锯片（6）转动；

C、启动所述升降装置，使得所述工件放置台（3）向上运动，并使所述工件放置台（3）来到所述金刚锯片（6）的左下角处；

D、操作所述控制系统使得所述工件放置台（3）进行往复运动，并从所述切削液喷枪（44）喷射切削液，此时所述金刚锯片（6）对石英晶块进行往复切割，并切割30min，所述工件放置台（3）在所述升降装置的驱动下，每个往复来回向上位移0.001mm；

E、启动所述升降装置，使得所述工件放置台（3）向下运动，石英晶块与所述金刚锯片（6）分离，再停止切削主轴（5）的运转，并关闭所述切削液喷枪（44）；

F、撤掉所述纵向限位块（33），并将石英晶块从所述工件放置台（3）上取下。