CN111020572B - 一种电火花沉积金刚石线锯丝生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，包括：供液装置；用于向线锯丝基体喷液沉积的电火花沉积装置；用于给电火花沉积装置供电的脉冲电源，所述的电火花沉积装置与供液装置连接，所述脉冲电源与电火花沉积装置连接，所述电火花沉积装置设置在转动装置上；在转动装置上设置用于推动电火花沉积装置移动的平移装置，在转动装置上还设置有用于驱动电火花沉积装置摆动的摆动装置。本装置可以实现在线锯丝基体的设定位置上进行金刚石磨粒的电火花沉积固结，制作磨粒有序排布的金刚石线锯丝。

Description

一种电火花沉积金刚石线锯丝生产装置

技术领域

本发明涉及的是固结磨粒线锯丝生产领域，尤其是一种采用电火花沉积工艺使金刚石等磨粒固结在线锯丝基体上的生产装置。

背景技术

固结磨粒线锯丝是采用金刚石等为磨粒，将磨粒固结在线锯丝基体上而制造的一种线锯丝，由于具有高切片质量、高切割效率、窄切缝及环境污染少等优点，在晶体锯切领域有着广阔的应用前景。

目前固结磨粒线锯丝的磨粒固定方式主要采用树脂结合剂粘结和电镀两种方式，采用树脂结合剂粘结，磨粒把持力低，锯切能力差，影响线锯丝的使用范围；采用电镀方式，目前大多采用悬浮上砂工艺，即将线锯丝基体放入到介质液中进行电镀，磨粒通过电镀方式固结在线锯丝基体上，其磨粒把持较树脂粘接要好，但是生产工艺复杂、设备昂贵，且电镀液的挥发和排放均对环境有产生影响。

发明内容

本发明针对上述的不足，提供了一种电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，生产的线锯丝可以提高晶体切片加工的效率和切片的质量，并且在生产过程中，可以对线锯丝基体设定位置进行金刚石磨粒固结沉积，制作磨粒有序排布的线锯丝。

本发明是通过如下技术实现的：一种电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，包括：用于提供混合液介质的供液装置；用于向线锯丝基体喷混合液介质并产生火花放电实现沉积的电火花沉积装置；用于线锯丝运动的收放线装置，用于给电火花沉积装置供电的脉冲电源，所述的电火花沉积装置与供液装置连接，所述脉冲电源与电火花沉积装置连接，脉冲电源与控制器连接，所述电火花沉积装置设置在转动装置上；在转动装置上设置用于推动电火花沉积装置移动的平移装置，在转动装置上还设置有用于驱动电火花沉积装置摆动的摆动装置。供液装置可以给喷液电极提供混合液介质，混合液介质中含有按一定比例添加的金刚石微粉、碳化钨微粉、钴粉等颗粒，脉冲电源用于给喷液电极供电，转动装置可以带动喷液电极绕线锯丝基体转动，可以进行多角度的磨粒固结；平移装置用于移动喷液电极，调整喷液电极与线锯丝基体的距离；所述的电火花沉积装置包括喷液电极，喷液电极为管状，喷液电极朝向线锯丝基体的一端为圆弧状。工作时喷液电极喷出混合液介质，在喷液电极与线锯丝基体之间的间隙中充满液体介质；喷液电极与脉冲电源连接，使得喷液电极和线锯丝基体之间产生火花放电，加工时通过火花放电产生局部高温工件和电极之间产生火花放电，使得在碳化钨及钴与锯丝基体产生冶金结合，将金刚石磨粒固结在线锯丝基体上。摆动装置带动喷液电极摆动，可以使喷液电极在线锯丝基体圆周的不同部位上进行金刚石磨粒的固结，在收放线装置的驱动下，线锯丝基体沿其轴向移动，最终实现喷液电极在线锯丝基体各个位置上的金刚石磨粒电火花沉积，制作成金刚石线锯丝。

所述的供液装置包括供液泵、接水盘、密封的介质箱，供液泵与介质箱连通，介质箱与接水盘连通；供液泵与喷液电极连通，用于向喷液电极提供混合液介质，接水盘用于收集从喷液电极流出的液体；在接水盘与介质箱之间设置过滤器。供液泵与控制器连接，供液泵通过软管与喷液电极连通，供给混合液介质的介质箱密封，避免混合液蒸发，影响环境。接水盘用于接收电火花作用后剩余的混合液，达到液体介质的循环使用。在介质箱设置有带有搅拌叶片的搅拌泵，搅拌泵与控制器连接，搅拌泵用于对混合液进行搅拌，避免金刚石磨粒等沉淀，

所述的摆动机构包括摆动电机、摆动轴，所述喷液电极设置在摆动轴上，摆动电机通过传动齿轮驱动摆动轴摆动，摆动电机通过传动齿轮带动摆动轴摆动，实现喷液电极的摆动，利于对线锯丝基体进行加工沉积。

转动装置包括转动电机、转轴，转动块，转动电机通过联轴器驱动转轴转动，转动块设置在转轴上且随转轴转动。平移装置包括移动电机、移动导杆、螺纹杆；移动电机通过移动导杆推动摆动轴移动，移动导杆穿过所述的转动块；移动电机轴与螺纹杆联接，螺纹杆通过螺纹副与转轴连接。平移装置有螺纹杆和移动块，启动移动电机，在螺纹杆的作用下，移动电机和移动导杆可以平移运动，进而带动摆动轴和喷液电极移动，调整喷液电极和线锯丝基体的距离。转动电机带动转轴转动，转轴带动转动块转动，进而带动移动导杆、喷液电极等转动，实现装置绕转轴转动；所述的收放线装置包括导轮、收线电机、收线轮、放线轮，线锯丝基体设置在导轮上，导轮包括第一导轮和第二导轮，两个导轮支撑线锯丝基体，线锯丝基体缠绕在放线轮上，经过上下导轮后缠绕在收线轮上，收线电机驱动收线轮转动，，放线轮（32）与磁粉制动器（33）相连，第一导轮和第二导轮支撑的线锯丝基体与转轴同轴设置，这样可以使喷液电极绕线锯丝基体转动，实现在锯丝表面各个角度进行磨粒的电火花沉积。

移动电机、转动电机、摆动电机分别与控制器连接，这样可以采用控制器对这三个电极进行控制，进行电火花沉积作业。

所述的脉冲电源的两个电极分别与喷液电极和线锯丝基体连接，且脉冲电源与导轮通过集流环连接，导轮与线锯丝基体连接，这样脉冲电源可以给喷液电极和线锯丝基体供电，在喷液电极喷液同时，在喷液电极和线锯丝基体之间产生火花放电，进而实现金刚石磨粒的固化沉积。

本发明通过电火花实现线锯丝的金刚石沉积，电火花沉积是在工件和电极之间生成高电流的火花放电，产生高温将材料熔化并在线锯丝基体表面快速固化，沉积层与基体表面材料呈冶金结合，结合强度高。利用电火花沉积方式将磨粒固结在线锯基体表面可以有效提高线锯丝的磨粒把持力，提升线锯的性能，生产效率高，并且在生产过程中，可以调整喷液电极的位置，根据设计需要生产不同，磨粒分布的金刚石线锯丝。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作介绍。

图1为本发明具体实施方式的示意图。

图2为喷液电极的结构示意图。

图3为本发明具体实施方式的电气框图。

图中，1为供液泵，2为搅拌泵，3为软管，4为脉冲电源，5为喷液电极，6为小齿轮，7为大齿轮，8为摆动电机，9为转动副A，10为转动块，11为螺纹副，12为转动副B，13为联轴器，14为转动电机，15为移动电机，16为第一导轮，17为第二导轮，18为线锯丝基体，19为接水盘，20为集流环，21为过滤器，22为混合液介质，23为介质箱，24为搅拌叶片,25为导线，26为摆动轴，27为转轴，28为螺纹杆，29为移动导杆，30为收线轮，31为收线电机，32为放线轮，33为磁粉制动器。

具体实施方式

下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行描述。

通过附图可以看出，本方案的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，包括：用于提供混合液介质的供液装置；用于向线锯丝基体18喷液沉积的喷液电极5，喷液电极5与脉冲电源4连接；喷液电极5与供液装置连接，所述电火花沉积装置设置在转动装置上；在转动装置上设置用于推动喷液电极5移动的平移装置，在转动装置上还设置有用于驱动喷液电极5摆动的摆动装置，喷液电极中部设有液体流动的通道，脉冲电源4与控制器连接。

供液装置包括供液泵1、接水盘19、密封的介质箱23，在介质箱23中盛放混合液介质22，供液泵1与介质箱23连通，介质箱23与接水盘19连通；供液泵1通过软管3与喷液电极5连通，用于向喷液电极5提供混合液介质22，接水盘19用于收集从喷液电极5流出的液体；在接水盘19与介质箱23之间设置过滤器21,对混合液进行过滤，在介质箱23设置有搅拌泵2和搅拌叶片24，搅拌泵和供液泵分别与所述控制器连接，搅拌泵2驱动搅拌叶片23对混合液介质进行搅拌，使得金刚石等磨粒与液体混合均匀。

摆动机构包括摆动电机8、摆动轴26，所述喷液电极5设置在摆动轴26上，摆动电机8通过传动齿轮驱动摆动轴26摆动，摆动电机与所述控制器连接，传动齿轮包括设置在摆动轴26上的大齿轮7和设置在摆动电8机输出端的小齿轮6，大齿轮7和小齿轮6啮合，摆动电机8通过小齿轮6驱动大齿轮7转动，进而带动摆动轴26摆动，摆动轴26带动喷液电极5摆动，提高喷液电极5使用寿命，提高加工效率。

线锯丝基体18设置在导轮上，导轮包括第一导轮16和第二导17轮，两个导轮支撑线锯丝基体18，线锯丝基体18缠绕在放线轮32上，经过上下导轮后缠绕在收线轮30上。导轮均为金属材质，第二导轮17的轴心与集流环20相连。收线轮30连接收线电机31，收线电机31与控制器连接，收线电机31在控制器的控制下运动驱动收线轮30转动。放线轮32与磁粉制动器33相连，磁粉制动器33可以对放线轮32施加设定的转矩，为线锯丝基体施加一定的张紧力。

转动装置包括转动电机14、转轴27，转动块10，转动电机14通过联轴器13驱动转轴27转动，转动块10设置在转轴27上。转动电机与控制器连接，转动电机可以采用公知的控制器。使用时，可以将转轴27通过转动副B 12固定在一些固定物上，线锯丝基体18与转轴27同轴，所述的平移装置包括移动电机15、移动导杆29、螺纹杆28；移动电机15通过移动导杆29推动摆动轴26移动，移动导杆29穿过所述的转动块10；移动导杆29与摆动轴26通过移动副A连接，移动电机15与螺纹杆28固定，螺纹杆28通过螺纹副11与转轴27连接，通过上述的平移、摆动、转动装置，就可以实现对喷液电极5位置调节，可对线锯丝基体18的各个位置进行电火花沉积固结，实现金刚石等磨粒在线锯丝基体表面沉积全部覆盖，也可以实现金刚石等磨粒在线锯丝基体上分布形状的变化，如螺纹状、环状等。

脉冲电源4的两个电极分别与喷液电极5和线锯丝基体18连接，且脉冲电源与4线锯丝基体18之间通过集流环20连接。脉冲电源4给喷液电极5和线锯丝基体18供电，可以产生火花放电，用于金刚石等磨粒的沉积。

工作时，将放线轮上的线锯丝基体绕在收线轮30上并将线锯丝基体18的端部固定。在介质箱23中按照比例加入煤油、WC粉、Co粉、金刚石微粉等，开启搅拌泵2，待介质箱23中的液体介质中的各种粉末搅拌均匀；启动移动电机15将喷液电极5离开线锯丝基体18一定距离，然后开启供液泵1，待喷液电极5中的液体输出稳定，启动摆动电机8，使喷液电极5往复摆动；启动移动电机15，使喷液电极5缓慢靠近线锯丝基体18，直至产生电火花后停止。启动转动电机14，使喷液电极5按照工艺要求的速度绕线锯丝基体往复转动。收线电机31按照一定速度或运动规律运动，线锯丝基体18经过电极处时，在电火花的作用下，混合液介质沉中的碳化钨、钴微粉以及线锯基体表面瞬间融化，并快速冷却，在线锯丝基体18表面形成沉积层并将金刚石颗粒固结在线锯丝基体18上。从而实现线锯丝的制造。

上面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。

Claims (10)

1.一种电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，包括用于线锯丝基体运动的收放线装置，其特征是包括：用于提供混合液介质的供液装置；用于向线锯丝基体（18）喷液体介质并进行电火花沉积的电火花沉积装置；用于给电火花沉积装置供电的脉冲电源（4）；所述的电火花沉积装置与供液装置连接，所述脉冲电源（4）与电火花沉积装置电连接，所述电火花沉积装置设置在转动装置上；在转动装置上设置用于推动电火花沉积装置移动的平移装置，在转动装置上还设置有用于驱动电火花沉积装置摆动的摆动装置。

2.根据权利要求1所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的电火花沉积装置包括喷液电极（5），喷液电极（5）与脉冲电源（4）连接。

3.根据权利要求2所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的供液装置包括供液泵（1）、接水盘（19）、密封的介质箱（23），供液泵（1）与介质箱（23）连通，介质箱（23）与接水盘（19）连通；供液泵（1）与喷液电极（5）连通，用于向喷液电极（5）提供混合液介质，接水盘（19）用于收集从喷液电极（5）流出的液体；在接水盘（19）与介质箱（23）之间设置过滤器（21），供液泵（1）、脉冲电源（4）分别与控制器连接。

4.根据权利要求2所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的摆动装置包括摆动电机（8）、摆动轴（26），所述喷液电极（5）设置在摆动轴（26）上，摆动电机（8）通过传动齿轮驱动摆动轴（26）摆动。

5.根据权利要求4所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的转动装置包括转动电机（14）、转轴（27），转动块（10），转动电机（14）通过联轴器（13）驱动转轴（27）转动，转动块（10）设置在转轴（27）上。

6.根据权利要求5所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的平移装置包括移动电机（15）、移动导杆（29）、螺纹杆（28）；移动电机（15）通过移动导杆（29）推动摆动轴（26）移动，移动导杆（29）穿过所述的转动块（10）；移动电机（15）与螺纹杆（28）固定，螺纹杆（28）通过螺纹副（11）与转轴（27）连接。

7.根据权利要求6所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的移动电机（15）、转动电机（14）、摆动电机（8）分别与控制器连接。

8.根据权利要求4所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的收放线装置包括导轮、收线电机（31）、收线轮（30）、放线轮（32），线锯丝基体（18）设置在导轮上，导轮包括第一导轮（16）和第二导轮（ 17 ） ，两个导轮支撑线锯丝基体（18），线锯丝基体（18）缠绕在放线轮（32）上，经过上下导轮后缠绕在收线轮（30）上，收线电机（31）驱动收线轮（30）转动，放线轮（32）与磁粉制动器（33）相连，第一导轮（16）和第二导轮（ 17 ） 支撑的线锯丝基体（18）与转轴（27）同轴设置。

9.根据权利要求8所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述的脉冲电源（4）的两个电极分别与喷液电极（5）和线锯丝基体（18）连接，且脉冲电源（4）通过集流环（20）与导轮连接。

10.根据权利要求9所述的电火花沉积金刚石线锯丝生产装置，其特征是：所述喷液电极（5）为管状，喷液电极（5）朝向线锯丝基体（18）的一端为圆弧状。

Images