CN1219628C - 一种线状锯及其切割方法 - Google Patents

Abstract

将线紧贴在工件上时通过在工件的轴向上移动线来切割工件，通过在分散介质中分散磨粒而制备的研磨液设置在线和工件之间，形成线的移动，当线在已形成流动的所述研磨液的液体水平之下移动时，使线紧贴在工件上。工件可以在研磨液中切割，这样可以长时间地将足够的磨粒供给到工件和线之间。

Description

一种线状锯及其切割方法

技术领域

本发明涉及一种线状锯及其切割方法，该线状锯通过将线移动到一研磨液所粘附的工件上同时将线紧贴在工件上来切割工件。

背景技术

线状锯常常用来切割各种棒形工件例如磁性材料，半导体材料和陶瓷材料。这种线状锯是这样构造的，以使得可反复前后移动的线以固定的长度间隔多次缠绕在一对主辊之间，一种研磨液被提供到布置于固定间隔的线的表面以使磨粒分散于研磨液中并粘附在线上，使粘附有磨粒的线在紧贴于工件上时移动，由此在一次切割操作中将工件切割成许多片状的小块工件。

传统的线状锯中，在线切割工件之前，一个在工件纵向上沿其整个长度供给的喷嘴设置在线组的上方，研磨液从供给喷嘴滴落到线上，从而将磨粒提供到工件的切割位置。如果这样的话，需要磨粒足够牢固地粘附在许多线的表面上，以便获得高机器切削效率和高切割精度。因此，研磨液通过在相对高粘度的油等液体介质中混合磨粒制备得到，使得磨粒能很容易地粘附在线的表面上。此外，为了均匀地将磨粒供给到线的整个长度上，使用一种由单管构造的供给喷嘴和一种将两个不同直径的管结合在一起构造成的供给喷嘴，因此使得能够均匀地将研磨液提供到供给喷嘴的整个长度上，上述喷嘴中的单管直径从用于研磨液的入口向其下游侧变宽。

工件切割后粘附在线表面上的碎屑由研磨液持续地冲走。从线表面冲下的碎屑与研磨液一起向下滴落并被收集于一接收容器中。

然而，传统的线状锯有一个问题，即由于切割操作带来的细小颗粒和研磨粉(碎屑和金属碎屑)容易使供给喷嘴很快阻塞，从而导致粘附在线上的磨粒在工件的整个长度上分布不均匀，因此改变了工件的厚度并使工件的切割表面粗糙。此外，由于供给喷嘴的阻塞使得不能将研磨液提供到线上，从而导致线断裂，导致不能长时间切割工件的问题。

此外，在传统的方法中，研磨液刚好从供给喷嘴滴落到线上，磨粒仅仅通过研磨液的表面张力而粘附在线上，大部分磨粒会从线上掉下，因此磨粒粘附程度的变化取决于研磨液的粘度和来自供给喷嘴的供给量。由于随着混合在研磨液中的碎屑量的增加导致研磨液流动性恶化，所以当停止线状锯操作时用于切割工件的研磨液就长时间地停留在水平管道的某一部分，磨粒也悬置在管道中从而阻塞了管道。而且，悬置在管道中的磨粒也堵住了供给喷嘴，这将导致线经常断裂。

发明内容

本发明就是考虑到上述问题而提出并且本发明的一个目的是提供一种线状锯以及提供一种线状锯的切割方法，该线状锯能在良好条件下长时间地切割工件。

根据本发明的一种线状锯，包括：用于切割工件的线，该线紧贴在工件上并在其轴向方向上移动；和一种研磨液，该研磨液通过在分散介质中分散磨粒制备得到并且设置在所述工件和所述线之间，以及在其中形成所述研磨液的流动，并且所述线在已形成流动的所述研磨液的液体水平之下移动，其中在所述线紧贴到工件上之前，所述线已经位于形成流动的研磨液的液面之下，所述线从最开始就处于研磨液的液面下可以平行移动的状态，其中所述研磨液持续地供给到容器中，并持续地从容器上表面开口流出，所述线在所述流出的研磨液的液位之下移动。

线状锯也可以这样构造，使得在容器的侧面的上端提供一个高位和一个低位，并且研磨液从低位流出。此外，在容器的上表面开口处的一对用于导向线水平移动的主辊设置在容器两侧面，低位形成在这样一个位置，即该位置比在这对主辊之间移动的线低，这对主辊圆周表面的上端部高于低位并低于高位。

根据本发明的另一方面，提供了一种切割工件的方法，包括以下步骤：当将线紧贴在工件上并置于在工件和线之间的研磨液中时，在工件的轴向方向上移动线来切割工件，其中的研磨液是通过在分散介质中分散磨粒而制备的，形成研磨液的流动，当线在已形成流动的所述研磨液的液体水平之下移动时，使线紧贴在工件上，其中在所述线紧贴到工件上之前，所述线已经位于形成流动的研磨液的液面之下，所述线从最开始就处于研磨液的液面下可以平行移动的状态，其中所述研磨液持续地供给到容器中，并持续地从容器上表面开口流出，所述线在所述流出的研磨液的液位之下移动。

根据本发明，工件在研磨液中进行切割，使得能够长时间地将足够的磨粒提供到工件和线之间。因此，由于可以防止线断裂所以操作能够长时间进行，并且工件的切块表面能够保持均匀良好的状态，这将极大地促进线状锯切割生产率的提高。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的线状锯的主要部分的前视图；

图2是沿图1中A-A线的横截面图；

图3是容器的透视图；和

图4是当线在形成于容器上表面开口中的研磨液的液体表面下移动时的状态图。

具体实施方式

在下文将参照图对本发明优选的实施例进行描述。图1是根据本发明的一个实施例的线状锯1的主要部分的前视图。图2是沿图1中A-A线的横截面图。

线状锯1包括设置在容器10的左右两侧的一对主辊11，12以及一设置在容器10下方的驱动辊13，其中将研磨液供给到容器10中。将线15缠绕在主辊11，12和驱动辊13上缠绕几圈，使得线15可随着主辊11，12和驱动辊13的转动而反复地前后移动。附带地，例如一种具有芯线直径为0.06mm至1.2mm的金属线被用作线15。在实际中，线15可以使用例如钢线，钢琴线，不锈钢线等等，也可以使用经表面处理例如在其表面上镀黄铜，镀铜的线。没有示出的一供给卷线筒和一张紧卷线筒设置在主辊11，12和驱动辊13的外侧，使得当线15缠绕于主辊11，12和驱动辊13上几圈并由张紧卷线筒张紧时，由供给卷线筒供给的线15前后移动。

如图2可看出的那样，线15缠绕在主辊11，12和驱动辊13上几圈，容器10从前表面到后表面的宽度大于缠绕在主辊11，12上的线15组的总宽度。因此，许多的线15就在主辊11和主辊12之间移动同时相互之间以一预定的不变距离间隔保持平行。附带地，如果有必要为了保持线15的这种平行状态，可以在每个主辊11，12的圆周表面上形成一个没有示出的导向槽或类似物。

如图3所示，容器10是这样成型的，即其上表面是敞口的，其四个侧面20，21，22，23和一底面24封闭在一起。用于从其中供给研磨液的供给口25在前后侧面20，22形成，并且从供给口25持续供给到容器10中的研磨液a可持续地从容器10的上表面开口流出。这种情况下，通过在油中分散一种或两种或更多种的磨粒如碳化硅，氧化铝，金刚石等而制备的研磨液可用作研磨液a。研磨液a的粘度例如为10mPa·s至1000mPa·s。

在示出的例子中，容器10的前后表面20，22的上端部20’，22’和左右侧面的上端部21’，23’都是水平的，但是形成的前后表面20，22的上端部20’，22’比左右侧面21，23的上端部21’，23’高。换句话说，容器10的前后表面20，22的上端部20’，22’形成在一个高位，容器10的左右侧面21，23的上端部21’，23’形成在一个低位。

这样，如图4所示，容器10的前后表面20，22的上端部20’，22’形成在一个高位，而容器10的左右侧面21，23的上端部21’，23’形成在一个低位，从而如以上所述从供给口25持续供给到容器10中的研磨液a越过容器10上表面开口处左右侧面21，23的上端部21’，23’流出，并可持续地从容器10的左右外侧区域流下。这种情况下，容器10的上表面开口中的研磨液a的液体水平a’高于容器10左右侧面21，23的上端部21’，23’。

前述的主辊11，12均为水平的并相互平行地设置在容器10左右侧面21，23的外侧，同时将容器10夹在中间。主辊11，12的圆周表面的上端部设置得比左右侧面21，23的上端部21’，23’(低位)高，而比容器10的前后表面20，22的上端部20’，22’(高位)低。因此，如以上所述在容器10的上表面开口中在主辊11和主辊12之间移动同时相互之间以一预定的不变距离间隔保持平行的线15，在比左右侧面21，23的上端部21’，23’(低位)高和比前后表面20，22的上端部20’，22’(高位)低位处水平地移动。此外，这种情况下，如图4所示，移动并且相互之间保持平行的线15设置在比在容器10的上表面开口中形成的研磨液a的液体水平a’低位，从而线15在研磨液a的液体水平a’之下移动(换句话说，从供给口25持续供给到容器10的研磨液a的供给量是这样调节，即使得线15在研磨液a的液体水平a’之下，其中线的位置比左右侧面21，23的上端部21’，23’(低位)高，并比前后表面20，22的上端部20’，22’(高位)低)。

在容器10的上方，工件W由一提升/降落机构30保持住。例如一形状为直角平行六面体的磁性材料作为工件W。操作该提升/降落机构30来降低工件W，使得工件的下表面从上面紧贴在线15上，线15是以固定长度间隔相互平行地悬置在主辊11，12之间。

在如上所构造的线状锯1中，研磨液a从供给口25持续地供给到容器10中，并使在容器10的上表面开口中的研磨液a持续越过左右侧面21，23的上端部21’，23’流到容器10左右外侧区域。然后，当以预定的固定长度间隔相互平行地悬置在主辊11，12之间的线15在比在容器10的上表面开口中形成的研磨液a的液体水平a’之下时，线15就前后移动(换句话说，从供给口25持续供给到容器10的研磨液a供给量是这样调节，即使得线15在研磨液a的液体水平a’之下)。接着，通过操作提升/降落机构30来降低工件W，使得工件的下表面从上面紧贴在线15上，线15是以固定长度间隔相互平行地在主辊11，12之间移动。由此，能将工件W切割成许多小块。

因此，根据该实施例的线状锯1，工件W被紧贴到在研磨液a的液体水平a’下移动的线15上，从而能在研磨液a中进行切割操作。因此可以将足量的研磨液a长时间地设置在工件W的切割部和线15之间，这将消除由于研磨液a的缺乏而引起的线15的断裂，从而可以获得具有良好的切割表面的小切块。

虽然在上面描述了本发明的一个优选实施例，但是本发明不限制在这里所显示的实施例中。例如，将流出容器10的研磨液a用一排水池等收集起来再通过一定的循环回路供给到容器10中也是可取的。这种情况下，在研磨液a再次供给到容器10之前，通过使用磁性过滤器等来除去碎屑，使切割操作能长时间进行。附带地，磁性过滤器最好是定期清洗。

根据本发明的线状锯用于切割时是有效的，例如一种烧结稀土磁铁合金。由于烧结稀土磁铁合金非常硬，其硬度为Hv500至1000，并且在它的结构中坚硬的磁性晶粒分散在晶界层中，具有坚硬、易碎特性的磁性晶粒变得容易切碎。当切割由这种烧结稀土磁铁合金构成的工件时，在切割坚硬的磁性晶粒中使用例如一种外周切割刀刃的过程中，锋刃的损坏和磨损是不可避免的，同时晶粒会掉落下来。因此，很容易导致裂纹的产生。另一方面，根据本发明在线贴紧在工件上时在研磨液a中切割工件，研磨液的流动是这样形成，即使得稳定地包含有磨粒的研磨液处于工件和线之间，这使得获得具有非常光滑的切割表面的切块成为可能，即使当工件是具有上面所描述的坚硬且易碎特性的烧结稀土磁铁合金。

                             例子

在这种条件下进行切割测试，即在切片厚度为1mm的条件下，使用直径为0.18mm的钢线(在线的表面镀铜)来切割棒状的烧结材料构成的工件，该工件长30mm，外部尺寸为8mm，以及通过在矿物油中分散碳化硅磨粒而制备的研磨液。切割时间大约设定为三个小时，当切割工件时，使用在容器中被冷却了的研磨液来进行切割操作，从而保持温度在25℃至30℃。结果，所获得的切块的切割表面非常地光滑，并且没有发现锯痕和碎屑。

同时，在一对比的例子中，以在上面的实施例中相同的条件下进行切割测试，但是研磨液是使用具有双管结构的喷嘴供给的。结果，在切割操作中线断了。而且，在线断裂之前在切块表面上可以发现平行于线的方向的锯痕，并且在远离喷嘴的工件上发现很多的锯痕。

Claims (4)

1.一种线状锯，包括：

用于切割工件的线，该线紧贴在工件上并在其轴向方向上移动；和

一种研磨液，该研磨液通过在分散介质中分散磨粒制备得到并且设置在所述工件和所述线之间，以及

在其中形成所述研磨液的流动，并且所述线在已形成流动的所述研磨液的液体水平之下移动，

其中在所述线紧贴到工件上之前，所述线已经位于形成流动的研磨液的液面之下，所述线从最开始就处于研磨液的液面下可以平行移动的状态，

其中所述研磨液持续地供给到容器中，并持续地从容器上表面开口流出，所述线在所述流出的研磨液的液位之下移动。

2.根据权利要求1所述的线状锯，其特征在于，

在容器侧面的上端部有高位和低位，并且所述研磨液从低位流出。

3.根据权利要求2所述的线状锯，其特征在于，还包括：

一对主辊，设置在容器的两侧面之上，用于导向所述线在容器上表面开口中水平地移动，

其中所述低位形成的位置比所述线在所述主辊之间移动的位置低，所述主辊圆周表面的上端部的位置比所述低位高而比所述高位低。

4.一种切割工件的方法，包括以下步骤：

当将线紧贴在工件上并置于在工件和线之间的研磨液中时，在工件的轴向方向上移动线来切割工件，其中的研磨液是通过在分散介质中分散磨粒而制备的，

形成研磨液的流动，当线在已形成流动的所述研磨液的液体水平之下移动时，使线紧贴在工件上，

其中在所述线紧贴到工件上之前，所述线已经位于形成流动的研磨液的液面之下，所述线从最开始就处于研磨液的液面下可以平行移动的状态，

其中所述研磨液持续地供给到容器中，并持续地从容器上表面开口流出，所述线在所述流出的研磨液的液位之下移动。

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