CN109049377A - 一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，属于金刚线切割机床辅助设备的技术领域，包括主轴，所述主轴上通过至少一个轴承装配有箱体，箱体上套接有过线轮，且主轴、箱体和过线轮三者位于同一转动轴线上；所述箱体的一端设有端盖，另一端设有防尘槽孔，箱体内至少设有一段内锥孔，内锥孔由所述防尘槽孔的端部延伸至所述轴承的端部且内锥孔的孔径呈逐渐递减；所述主轴上设有与防尘槽孔相匹配防尘盖，且主轴上设有与所述内锥孔相匹配的锥形轴段，锥形轴段上开设有多个环形槽，以达到能够节能、经济、操作方便、防尘、使用寿命长以及整体结构轻便的导线轮机构的目的。

Description

一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构

技术领域

本发明属于金刚线切割机床辅助设备的技术领域，具体而言，涉及一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构。

背景技术

常用的金刚线切割机床包括：多(单)晶硅切片机、截断机、多晶硅开方机、单晶切边机、各种宝石切割机床等。

在太阳能行业，单晶硅从单晶炉中拉制出来，多晶硅从多晶定向铸锭炉铸锭出来后，均要继续进行一系列工序，其中，前期工序包括有截断切边、开方、磨圆角和平面等机械加工；接着还要将硅柱粘胶后进行切片、清洗、倒角、腐蚀和再清洗等；最后硅片进行制绒、扩散、制结、镀膜和烧结等工序后就能制造出用于光伏发电的太阳能电池片。

在上述工序中各个设备的工作原理如下：

开方机用于将多晶硅铸锭的大硅锭通过线切割加工成小硅柱；

截断机是通过线切割加工将小硅柱两端不能切片的部分除去掉，然后通过磨面及倒角为切片做准备，切片是将小硅柱通过线网将小硅柱加工成0.13～0.18mm的硅片；

金刚线切割机的原理是利用金刚石线上的钻石与硅棒之间的摩擦达到切割的作用；

砂线切割机是利用结构线或树脂线带动金刚砂的悬浮液中的金刚砂与硅料摩擦达到切割的作用。

切割线的直径通常在0.06～0.8mm之间，所能承受的张力在8N～200N之间，线径越细则所承受的张力越小，需要导线机构过转灵活，转动惯性小，摩擦阻力小。

线切机床在工作过程中，产生的微硅粉、粉尘、及冷却水等杂质很容易通过轴承箱转动部的间隙进入到轴承箱的里面，增加轴承滚动体摩擦力，或堵塞轴承的滚动体使轴承箱转动不灵活或失效，影响过线轮的正常转动，致使过线轮摩损加快或被切穿。

过线轮在使用过程中因摩损而需经常更换，使用寿命远小于轴承箱，消耗量较大。传统的提高轴承箱使用寿命的方法是增加吹气孔口，通过增加压缩空气从内向外吹气以防止微硅粉、粉尘、及冷却水等杂质进处箱体内，此结构必须配备压缩空气供气系统，并在使用过程中消耗大量的压缩气及能源。导线轮采用单轮单槽性价比较低，若增加线槽数量又会导致重量增加而摩擦力增大及转动惯量的增加而容易造成断线的风险。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构以达到能够节能、经济、操作方便、防尘、使用寿命长以及整体结构轻便的导线轮机构的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，包括主轴，所述主轴上通过至少一个轴承装配有箱体，箱体上套接有过线轮，且主轴、箱体和过线轮三者位于同一转动轴线上；所述箱体的一端设有端盖，另一端设有防尘槽孔，箱体内至少设有一段内锥孔，内锥孔由所述防尘槽孔的端部延伸至所述轴承的端部且内锥孔的孔径呈逐渐递减；所述主轴上设有与防尘槽孔相匹配防尘盖，且主轴上设有与所述内锥孔相匹配的锥形轴段，锥形轴段上开设有多个环形槽。

进一步地，所述防尘槽孔的底部设有沉头槽；所述防尘盖呈喇叭状结构，防尘盖的端部与沉头槽相匹配并嵌入至沉头槽内。

进一步地，所述过线轮包括轮盘和一体成型于轮盘上的多槽进线轮，所述多槽进线轮的轮廓面上沿其轴线方向设有至少两个过线环槽。

进一步地，各个过线环槽对称设置于所述多槽进线轮的轮廓面上。

进一步地，所述过线环槽的截面呈V形结构。

进一步地，所述过线轮上沿同一圆周方向上均匀分布有多个拆装孔，拆装孔呈挂孔形状且按首尾相对排布，各个拆装孔均配设有连接螺钉并通过连接螺钉装配于所述箱体上。

进一步地，所述箱体呈圆筒状结构，且箱体的外壁设有环形凸缘，还包括定位环，所述定位环套接于所述箱体上且位于所述环形凸缘与所述过线轮之间，定位环对过线轮进行限位。

进一步地，所述过线轮的两侧面上对称设置有内凹沉槽。

进一步地，所述端盖的一侧密封装配于所述箱体的端部，且该侧设有与箱体内壁相匹配的内筒，内筒的另一端抵紧于所述轴承的外圈上。

进一步地，所述主轴的端部通过螺钉装配有挡圈，挡圈抵紧于所述轴承的内圈上。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过在箱体的端部设置防尘盖，防尘盖将箱体内部形成一空腔，在空腔的内部设置内锥孔，内锥孔与主轴上的锥形轴段组成迷宫结构，迷宫结构能有效防止外界杂质顺利从主轴与箱体之间的间隙进入到轴承的滚动体上，至使滚动体磨损加快或卡死；同时，少量进入到空腔内的杂质及轴承长期使用产生的磨屑在导线轮高速旋转过程中，通过离心力作用会沿内锥孔的锥面甩出箱体外。相对于传统的轴承箱结构，本结构设计不必配备吹气装置，也能保证轴承箱具较高的寿命。

2.在防尘槽孔的底部设有用于嵌入防尘盖的沉头槽，可有效防止外部的杂质、灰尘直接进入至防尘盖的内侧，能够进一步提升对箱体内部的防尘效果。

3.通过将过线轮采用一体式的结构，其相对于传统的组合式过线轮具有更长的使用寿命且相对于传统的组合式过线轮，在使用过程中不会产生打滑现象；同时，在过线轮上设置有多个过线环槽，过线轮通过配合使用定位环，定位环可调整不同的过线环槽处于当前的工作工位上，避免因过线环槽的磨损导致过线轮整体进行频繁更换的缺陷，进一步延长过线轮的使用周期。

4.在过线轮上设置拆装孔，且拆装孔采用类似于挂孔的形状，当过线轮沿一方向旋转时，能够使拆装孔卡入至对应的各个连接螺钉内，并拧紧连接螺钉以固定过线轮；反之，松开连接螺钉后，过线轮沿相反方向旋转时，各个连接螺钉能够从拆装孔取出，以实现对过线轮的快速拆卸。

5.在过线轮的两侧均设置内凹沉槽结构，可对过线轮进行轻量化处理，避免因重量增加导致摩擦力增大和转动惯量的增加，从而减少断线的风险性。

附图说明

图1是本发明提供的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构的整体结构示意图；

图2是本发明提供的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构中箱体内部的装配结构示意图；

图3是图2的A向结构示意图；

图4是本发明提供的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构中过线轮的结构示意图；

图5是图4的剖视示意图；

图6是本发明提供的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构中定位环的结构示意图；

图7是本发明提供的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构中拆装孔的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

具体实施例1：

如图1-图3所示，本发明中提供了一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，包括主轴1，所述主轴1上通过两个轴承4装配有箱体3，轴承4的内圈与主轴1装配连接，轴承4的外圈与箱体3的内壁装配连接，且两个轴承4相互抵紧并呈并排排列，优选的，轴承4采用角接触球轴承。

在箱体3上套接有过线轮10，过线轮10与箱体3两者可同步转动，且主轴1、箱体3和过线轮10三者位于同一转动轴线上，以保证过线轮10能够绕主轴1的轴线转动；所述箱体3的一端设有端盖8，端盖8用于对箱体3的内部进行密封，另一端设有防尘槽孔，箱体3内设有一内锥孔，该内锥孔由所述防尘槽孔的端部延伸至所述轴承4的端部且内锥孔的孔径呈逐渐递减，即内锥孔朝向防尘槽孔呈一外扩状结构；所述主轴1上设有与防尘槽孔相匹配防尘盖2，防尘盖2嵌配至防尘槽孔内，且主轴1上设有与所述内锥孔相匹配的锥形轴段，锥形轴段的轴径由所述防尘槽孔至所述轴承4呈逐渐递减的趋势，锥形轴段上开设有多个环形槽，当锥形轴段与内锥孔相互配合之后，形成迷宫结构，能够对外界的微硅粉、粉尘、及冷却水等杂质进行良好的阻挡，不能方便的进入至箱体3的内部，即使有微量的杂质进入至箱体3的内腔，也只能暂存于箱体3内部的迷宫结构中，难以进入至轴承4的滚动体内，对轴承4的良好工作环境提供了可靠的保障。同时，由于内锥孔朝向防尘盖2呈一外扩状结构，当箱体3在高速旋转的过程中，高速旋转的箱体3在离心力的作用下，能够将杂质推出箱体3的外部，同理，基于以上结构，也可以将轴承4在长期动转产生的磨屑排出至箱体3之外。

所述防尘槽孔的底部设有沉头槽；所述防尘盖2呈喇叭状结构，防尘盖2的端部与沉头槽相匹配并嵌入至沉头槽内。采用此结构，一方面，可良好解决防尘盖2与防尘槽孔的侧壁之间通过间隙配合后，存在一定的间隙，易导致外界的微硅粉、粉尘、及冷却水等杂质越过所述防尘盖2进入至箱体3的内腔；另一方面，即使在杂质越过所述防尘盖2，杂质也会堆积在沉头槽的内部，沉头槽对杂质的阻挡提供了另一道可靠的防线。

在实施例下，在正常工作状态下，不需吹入压缩空气就能阻止微硅粉、粉尘、及冷却水等杂物进入轴承4箱的箱体3内部，无需配备压缩空气供气系统，在使用过程中不会消耗大量的压缩气及能源，能够起到降低成本的目的。

具体实施例2：

如图4所示，在实施例1的基础上，为进一步提升过线轮10的使用寿命，克服其在使用过程中需要频繁更换的缺陷，在所述过线轮10包括轮盘12和一体成型于轮盘12上的多槽进线轮13，所述轮盘12采用铝盘，且在铝盘的外围上一体注塑多槽进线轮13，多槽进线轮13采用耐磨塑料的材质，所述多槽进线轮13的轮廓面上沿其轴线方向设有至少两个过线环槽，每增加一个过线环槽其使用寿命就能增加一倍。在本实施例中，将多槽进线轮13的轮廓面上设有两个过线环槽(如图1所示)或者四个过线环槽(如图5所示)，同时，各个过线环槽对称设置于所述多槽进线轮13的轮廓面上，相对于多槽进线轮13的轮廓面中线呈对称设置。

所述过线环槽的截面呈V形结构，切割线能够嵌入至V形结构的过线环槽内，以实现切割线能够进行正常过线。

当设有两个过线环槽时，假设靠左侧的过线环槽是正常工作的工位，当靠左侧的过线环槽出现磨损时，只需要将过线轮10进行拆卸之后并对其进行翻面，则可将靠右侧的过线环槽切换到正常工作的工位上，以实现在不更换过线轮10的情况下，能够持续使用，对过线轮10的使用寿命能够进一步延长。

当设有四个过线环槽时，则需要在箱体3上配备定位环9，定位环9对过线轮10上具体使用的过线环槽的槽位起调整作用，将所述箱体3设为呈圆筒状结构，且箱体3的外壁设有环形凸缘；还包括定位环9，所述定位环9套接于所述箱体3上且位于所述环形凸缘与所述过线轮10之间，当对过线轮10安装稳定之后，过线轮10的轮盘12则会抵靠在定位环9的侧面上，以实现定位环9能够对过线轮10进行限位，以调整位于过线轮10上的过线环槽的正常工作工位。优选的，箱体3、过线轮10及定位环9之间采用3个M5的沉头螺钉连接，沉头螺钉均匀分布。

由于过线轮10上的过线环槽采用左右对称设计，四个过线环槽呈相互对称设计，当定位环9未装配时，使用过线轮10上右边第二过线环槽，翻面则使用左边第二过线环槽；当定位环9装配之后，过线轮10的侧面抵靠在定位环9的侧面上，以对过线轮10进行限位，则使用过线轮10右边的第一过线环槽，翻面则使用左边的第一过线环槽进行使用。

具体实施例3：

如图7所示，在实施例2的基础上，为进一步提升过线轮10在拆卸过程中的便捷性和可操作性，以实现当过线轮10上的过线环槽出现磨损时，能够将过线轮10快速拆卸以翻面，并对不同的过线环槽进行切换。所述过线轮10上沿同一圆周方向上均匀分布有三个拆装孔，拆装孔呈挂孔形状且按首尾相对排布，即挂孔由小孔和大孔相连构成，按首尾相对排布则表示，任意两个相邻的拆装孔中，一个的小孔与另一个的大孔相对，各个拆装孔均配设有连接螺钉11并通过连接螺钉11装配于所述箱体3上。在需要更换过线轮10时，只要拧松螺钉，旋转过线轮10，使拆装孔对应连接螺钉11并可取下过线轮10，翻面或更换新过线轮10后，只需将新过线轮10从拆装孔的过孔(即拆装孔的大孔)压入，旋转至锁紧孔(即拆装孔的小孔)，拧紧连接螺钉11即可对过线轮10进行稳固装配。优选的，箱体3、过线轮10及定位环9之间采用3个M5的沉头螺钉连接，沉头螺钉均匀分布。

如图6所示，在采用具有快拆结构的过线轮10基础上，能够继续良好的使用定位环9，将所述箱体3呈圆筒状结构，且箱体3的外壁设有环形凸缘，环形凸缘上设有与连接螺钉11相匹配的螺纹孔，还包括定位环9，所述定位环9套接于所述箱体3上且位于所述环形凸缘与所述过线轮10之间，且在定位环9的侧面上沿同一圆周方向分布有三个弧形通孔14，各个弧形通孔14分别与各个连接螺钉11对应匹配。在装配过程中，连接螺钉11可依次穿过拆装孔和弧形通孔14，并螺纹连接于螺纹孔上，以实现对过线轮10在合理位置上进行装配。

为进一步对过线轮10减轻重量，避免因重量增加导致摩擦力增大和转动惯量的增加，从而减少断线的风险性，所述过线轮10的两侧面上对称设置有内凹沉槽，即在铝制的轮盘12正反两面对称设置内凹沉槽，中部设有通孔，通孔与箱体3的外圆面相配合，以实现过线轮10的套接装配。对于某些大尺寸的过线轮10上除采用以上结构进行减重之外，另外需附加设计有减轻孔，对过线轮10的重量作进一步减轻。

对于以上各个实施例中，在所述端盖8的一侧密封装配于所述箱体3的端部，将端盖8采用M3沉头内六角螺钉5与箱体3的端部相连接，在实际装配过程中，箱体3的端盖8与箱体3之间的配合为过盈配合，为保证密封效果，配合面涂玻璃胶进行密封，且该侧设有与箱体3内壁相匹配的内筒，内筒的另一端抵紧于所述轴承4的外圈上，以对轴承4外圈轴向定位作用，轴承4能够进行准确装配。

所述主轴1的一端部通过螺钉装配有挡圈6，挡圈6抵紧于所述轴承4的内圈上，挡圈6用于对轴承4起到良好的定位作用，另一端部设有用于连接固定的外螺纹，通过外螺纹固定在导线轮机构的安装座上。优选的，挡圈6采用通过M5锥头内六角沉孔螺钉7连接在主轴1的端部，挡圈6的外圆同时也是轴承4内圈的轴向体。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，包括主轴，其特征在于，所述主轴上通过至少一个轴承装配有箱体，箱体上套接有过线轮，且主轴、箱体和过线轮三者位于同一转动轴线上；所述箱体的一端设有端盖，另一端设有防尘槽孔，箱体内至少设有一段内锥孔，内锥孔由所述防尘槽孔的端部延伸至所述轴承的端部且内锥孔的孔径呈逐渐递减；所述主轴上设有与防尘槽孔相匹配防尘盖，且主轴上设有与所述内锥孔相匹配的锥形轴段，锥形轴段上开设有多个环形槽。

2.根据权利要求1所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述防尘槽孔的底部设有沉头槽；所述防尘盖呈喇叭状结构，防尘盖的端部与沉头槽相匹配并嵌入至沉头槽内。

3.根据权利要求1所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述过线轮包括轮盘和一体成型于轮盘上的多槽进线轮，所述多槽进线轮的轮廓面上沿其轴线方向设有至少两个过线环槽。

4.根据权利要求3所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，各个过线环槽对称设置于所述多槽进线轮的轮廓面上。

5.根据权利要求3所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述过线环槽的截面呈V形结构。

6.根据权利要求1所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述过线轮上沿同一圆周方向上均匀分布有多个拆装孔，拆装孔呈挂孔形状且按首尾相对排布，各个拆装孔均配设有连接螺钉并通过连接螺钉装配于所述箱体上。

7.根据权利要求3或6所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述箱体呈圆筒状结构，且箱体的外壁设有环形凸缘，还包括定位环，所述定位环套接于所述箱体上且位于所述环形凸缘与所述过线轮之间，定位环对过线轮进行限位。

8.根据权利要求1所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述过线轮的两侧面上对称设置有内凹沉槽。

9.根据权利要求1所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述端盖的一侧密封装配于所述箱体的端部，且该侧设有与箱体内壁相匹配的内筒，内筒的另一端抵紧于所述轴承的外圈上。

10.根据权利要求1所述的用于金刚线切割机床的多线槽导线轮机构，其特征在于，所述主轴的端部通过螺钉装配有挡圈，挡圈抵紧于所述轴承的内圈上。