CN216284625U

CN216284625U - 一种金刚石锯丝磨损分析实验台

Info

Publication number: CN216284625U
Application number: CN202122941237.8U
Authority: CN
Inventors: 高玉飞; 柳依河; 朱振峰
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2031-11-26

Abstract

本实用新型公开了一种金刚石锯丝磨损分析实验台，属于金刚石线锯锯切加工技术领域，包括切割装置和工件移动装置，工件移动装置包括滑轨座，滑轨座设置竖向的滑轨槽，滑轨槽与水平设置的滑轨板连接，滑轨板固设第一动力装置，第一动力装置与工件连接，滑轨板通过绳索与质量块连接；所述切割装置包括两相对设置的张紧装置，张紧装置之间设置锯丝，张紧装置与第二动力装置连接。

Description

一种金刚石锯丝磨损分析实验台

技术领域

本实用新型属于金刚石线锯锯切加工技术领域，具体涉及一种金刚石锯丝磨损分析实验台。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，硬脆材料，特别是非金属材料、非导电材料及半导体材料，在诸多领域有着十分广泛地应用。金刚石锯丝具有锯切加工效率高、锯切加工表面质量好、切缝损耗小、对环境污染小、可以实现大口径工件的多片锯切加工等优点，因此金刚石锯丝被广泛的运用在硬脆材料的加工中。锯丝在加工过程中属于消耗品，其表面的金刚石颗粒随着锯丝参与切割时间累积发生磨损从而使锯丝的切割性能变化。锯丝的磨损会对切片的质量产生不利的影响，因此探究各种不同型号的锯丝在整个生命周期内的磨损规律非常必要。

发明人发现，目前线锯锯切设备结构复杂，对锯丝的磨损分析存在以下几方面问题：(1)绕丝复杂且所绕锯丝长度过长，极为不便，会造成大量人力、物力的浪费；(2)锯丝张紧方式比较复杂，而且不能高效快捷地测量出张紧后锯丝的张紧力，给实际操作带来不便；(3)已有的实验装置的锯丝走丝速度低，不能有效模拟实际加工过程。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种金刚石锯丝磨损分析实验台，该实验台用于对金刚石锯丝在整个生命周期内进行磨损分析。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本实用新型提供了一种金刚石锯丝磨损分析实验台，包括切割装置和工件移动装置，工件移动装置包括滑轨座，滑轨座设置竖向的滑轨槽，滑轨槽与水平设置的滑轨板连接，滑轨板固设第一动力装置，第一动力装置与工件连接，滑轨板通过绳索与质量块连接；所述切割装置包括两相对设置的张紧装置，张紧装置之间设置锯丝，张紧装置与第二动力装置连接。

作为进一步的技术方案，所述滑轨座底部与丝杆机构连接，丝杆机构可带动滑轨座横向进给。

作为进一步的技术方案，所述滑轨座顶部设置滑轮，绳索绕过滑轮设置。

作为进一步的技术方案，所述第一动力装置与载物台连接，工件粘贴于载物台。

作为进一步的技术方案，所述张紧装置包括张紧架，张紧架设置水平的滑槽，滑槽与移动板滑动连接，移动板固设缠线轮。

作为进一步的技术方案，所述锯丝设置于两张紧装置的缠线轮之间。

作为进一步的技术方案，所述移动板开设通孔，张紧架开设螺纹孔，通孔和螺纹孔内穿设张紧螺栓。

作为进一步的技术方案，所述移动板和张紧架之间设置复位弹簧。

作为进一步的技术方案，所述张紧架设置位移传感器以监测移动板的位移。

作为进一步的技术方案，所述第二动力装置固设于立柱，立柱和滑轨座底部均连接于机架。

上述本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的金刚石锯丝磨损分析实验台，其设置质量块通过绳索带动滑轨板移动，进而带动工件在竖向移动，在质量块对绳索产生的拉力的作用下使滑轨板沿滑轨座竖直向上移动，实现工件的恒压力进给。

本实用新型的金刚石锯丝磨损分析实验台，由第一动力装置带动工件旋转，使得工件与锯丝之间会有一个相对切割速度实现对工件切割，在切割后对锯丝的磨损进行分析。

本实用新型的金刚石锯丝磨损分析实验台，张紧装置将锯丝张紧后，由第二动力装置不断转动从而使锯丝进行扭转，模拟实际加工过程中锯丝的扭转。

本实用新型的金刚石锯丝磨损分析实验台，通过以上多个机构的配合，可以在工件上下移动过程中由锯丝对其进行切割，切割过程中锯丝扭转，完成整个切割过程后对锯丝磨损情况进行分析，可以大大简化锯丝分析过程，节省人力物力。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的金刚石锯丝磨损分析实验台的示意图；

图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的金刚石锯丝磨损分析实验台的后视示意图；

图3是根据一个或多个实施方式的张紧装置示意图；

图4是锯丝切割过程示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

图中，1、滑轮；2、滑轨；3、载物台；4、伺服电机；5、步进电机；6、张紧装置；7、机架；8、锯丝；9、工件；10、张紧架；11、缠线轮；12、张紧螺栓；13、复位弹簧；14、绳索；15、质量块；16、电机架；17立柱；18移动板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种金刚石锯丝磨损分析实验台，包括：滑轮1、滑轨2、载物台3、伺服电机4、步进电机5、张紧装置6、机架7、锯丝8、工件9、张紧架10、缠线轮11、张紧螺栓12、复位弹簧13、绳索14、质量块15、电机架16、立柱17、移动板18。

其中，机架7为底座形式，其支撑其余各结构部分；滑轮1安装在机架7正上方，绳索14缠绕于滑轮凹槽，绳索一端与滑轨板相连，另一端与质量块15相连。

滑轨2由滑轨板以及滑轨座组成，滑轨板与放置伺服电机的电机架16相连接，滑轨板和滑轨座滑动连接，可以采用的方式为：滑轨座侧部设置竖向滑轨槽，滑轨板通过滑块与滑轨槽配合。滑轨座底部设置在机架7上，对伺服电机的垂直移动起到导向作用，滑轨座顶部通过转轴与滑轮1连接。

绳索14下垂后与滑轨板固定连接，在质量块15作用下，绳索拉动滑轨板带动电机架沿竖向移动，从而使工件沿着竖直方向进行恒力进给；在进给过程中，通过调节质量块的重量就可调节竖向进给力的大小。

滑轨座底端和机架之间可设置丝杆机构，丝杆机构水平设置，通过丝杆机构可带动滑轨座水平移动，进而用来实现工件的横向进给。丝杆机构可采用现有技术，在此不再赘述。

载物台3粘接有工件9，并且载物台3与伺服电机4(即第一动力装置)相连接，工件9随着伺服电机4转动。伺服电机4可以正反往复转动，可以模拟实际加工过程中锯丝的往复移动。

载物台、伺服电机、绳索、滑轮、质量块等构成工件移动装置。

切割装置包括两竖向设置的立柱17，其中一个立柱外侧部固设电机座，电机座固定支撑步进电机5(即第二动力装置)；两立柱相对的侧部固设张紧装置6，张紧装置6之间设置锯丝8，步进电机5的输出轴穿过立柱后与张紧装置相连。

结合图1和图3，张紧装置6包括缠线轮11、张紧螺栓12、复位弹簧13、张紧架10、移动板18。缠线轮11安装在轴上，轴两端安装在移动板18上，移动板可水平平移，缠线轮11随着移动板18的移动而移动，从而实现锯丝的张紧。张紧架10内侧开设滑槽，移动板与滑槽滑动配合，可沿滑槽水平移动。

移动板开设通孔，张紧螺栓12通过移动板上的通孔旋入张紧架10上开设的螺纹孔中，通过调节张紧螺栓12使移动板沿开设在张紧架上的滑槽移动。复位弹簧13安装在移动板与张紧架之间，对滑轨板起到复位作用。

锯丝8设置在两相对立柱侧部张紧装置的缠线轮11之间，在张紧架10上安装有位移传感器(图中未示出，可设置在张紧架顶部或侧部以监测移动板位移)，通过测量移动板的位移得到锯丝长度的变化量，从而得到锯丝的张紧力。

步进电机5与张紧装置6的张紧架相连，由于锯丝张紧后不能进行扭转，步进电机可以使张紧装置转动，模拟锯丝实际切割过程中产生的扭转。

采用该实验台实现锯丝磨损分析的过程如下：

一段锯丝通过张紧装置6张紧后，与张紧装置6相连的步进电机5不断转动从而使锯丝8进行扭转，模拟实际加工过程中锯丝的扭转。工件9粘接在载物台3上，载物台3与伺服电机4输出轴相连，工件随伺服电机输出轴转动，使得工件9与锯丝8之间会有一个相对切割速度，通过调节伺服电机4的转速，进而调整锯丝与工件之间的相对切割速度，伺服电机4放置在电机架16上，电机架16与滑轨板连接，在质量块15对绳索产生的拉力的作用下沿滑轨座竖直向上移动，实现工件的恒压力进给，通过调节质量块15的重量就可以调节进给力的大小，滑轨座底端设有丝杆机构用来实现工件的横向进给。

如图4所示，由于工件呈圆柱状，随着切割的进行，待切工件的直径不断减小，锯丝只有与工件未被切割部分接触的部位才会发生磨损，故锯丝的不同部位参与切割的时间是不同的，锯丝不同部位在切割过程产生的磨损也不同，因此使用一段锯丝就可以实现对锯丝整个生命周期内磨损情况的分析，大大简化锯丝磨损的分析过程，减轻人力物力的耗费。

该实验台，结构简单，使用方便，能够合理地模拟实际加工过程，实现对锯丝整个生命周期内的磨损状况的分析，从而合理设置加工工艺。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，包括切割装置和工件移动装置，工件移动装置包括滑轨座，滑轨座设置竖向的滑轨槽，滑轨槽与水平设置的滑轨板连接，滑轨板固设第一动力装置，第一动力装置与工件连接，滑轨板通过绳索与质量块连接；所述切割装置包括两相对设置的张紧装置，张紧装置之间设置锯丝，张紧装置与第二动力装置连接。

2.如权利要求1所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述滑轨座底部与丝杆机构连接，丝杆机构可带动滑轨座横向进给。

3.如权利要求1所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述滑轨座顶部设置滑轮，绳索绕过滑轮设置。

4.如权利要求1所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述第一动力装置与载物台连接，工件粘贴于载物台。

5.如权利要求1所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述张紧装置包括张紧架，张紧架设置水平的滑槽，滑槽与移动板滑动连接，移动板固设缠线轮。

6.如权利要求5所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述锯丝设置于两张紧装置的缠线轮之间。

7.如权利要求5所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述移动板开设通孔，张紧架开设螺纹孔，通孔和螺纹孔内穿设张紧螺栓。

8.如权利要求7所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述移动板和张紧架之间设置复位弹簧。

9.如权利要求5所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述张紧架设置位移传感器以监测移动板的位移。

10.如权利要求1所述的金刚石锯丝磨损分析实验台，其特征是，所述第二动力装置固设于立柱，立柱和滑轨座底部均连接于机架。