CN217621506U - 一种线切割机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种线切割机，包括至少两个相对设置的切割辊，切割辊的外周绕设有切割线以在切割辊之间形成切割区；进给组件位于切割辊的上方且与切割区的切割线对应；进给组件用于带动待切割棒料向靠近或远离切割线方向移动；存储盒，用于收集切割过程中的棒料碎片，存储盒位于切割区内的切割线下方；存储盒内设有切削液，以使切割过程中切割区的切割线与待切割棒料接触的部分浸入至切削液中；存储盒侧壁顶部具有至少沿切割线延伸方向向外弯折的扩口部。切割区的切割线与待切割棒料接触的部分浸泡在切削液里，切割下来的微粉和热量被切削液及时带走，棒料切割区的温度相对恒定，降低棒料本身的热膨胀，满足切割需求。

Description

一种线切割机

技术领域

本申请涉及线切割技术领域，具体地，涉及一种线切割机。

背景技术

晶体硅、SiC、GaN等半导体材料目前主要使用砂浆设备切割成薄片，切割效率低、切割辅材环境污染大，部分厂家在测试金刚线切割半导体片材，切割效率高、切割辅材可以循环利用、环境污染小。金刚线切割速度快，切割效率高，单位时间内材料内部产生的热量、微粉远远多于砂浆切割，金刚线切割相比砂浆切割，使用的线径细，切削液粘度低，金刚线的带液能力远低于砂浆，切削液进入切割刀缝的量少，切削液的润滑、排屑和降温的效果下降。特别是大尺寸棒料，金刚线带走的热量有限，棒料因排屑不畅、散热不好等，受热膨胀，产生热应力等影响因素，导致切割后的薄片表面形貌指标低于砂浆切割。

蓝宝石虽然使用金刚线切割，但也存在切片后表面形貌指标较高的情况，分析原因与半导体切割类似。磁性材料、石英、陶瓷等硬脆材料切割成薄片后，对表面质量、表面形貌有要求的都存在相同的问题。

发明内容

本申请实施例中提供了一种线切割机，以解决现有的装置切削液进入切割刀缝的量少、导致切削液的润滑、排屑和降温的效果下降的问题。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种线切割机，包括：

至少两个相对设置的切割辊，所述切割辊的外周绕设有切割线以形成切割区；

进给组件，位于所述切割辊的上方且与所述切割区的所述切割线对应；所述进给组件用于带动待切割棒料向靠近或远离所述切割线方向移动；

存储盒，用于收集切割过程中的棒料碎片，所述存储盒位于所述切割区内的所述切割线下方；所述存储盒内设有切削液，以使切割过程中所述切割区的所述切割线与所述待切割棒料接触的部分浸入至所述切削液中；

所述存储盒侧壁顶部具有至少沿所述切割线延伸方向向外弯折的扩口部。

可选地，所述存储盒为顶部开口的闭合盒体，所述闭合盒体内充满所述切削液。

可选地，所述扩口部为经弧线过渡的扩口部；所述扩口部的外壁与所述切割辊的周向外壁对应设置。

可选地，所述切削液的液面与未切割时所述切割区的所述切割线的距离小于所述切割线的预设线弓。

可选地，所述存储盒的顶部边缘与未切割时所述切割区的所述切割线间设有预设间隔。

可选地，所述切削液的液面与未切割时所述切割区的所述切割线的距离小于或等于所述切割线的预设线弓的一半。

可选地，所述存储盒的底部分别设有排液孔和排屑孔。

可选地，还包括：

液位传感器，用于对所述存储盒的切割液的液面位置进行检测；

补液管路，出口端与所述存储盒对应，以进行所述切削液的补充；

控制器，分别与所述液位传感器和所述补液管路连接，用于当所述存储盒内的切割液液面低于预设位置时，控制所述补液管路开启。

可选地，在竖直方向上，所述进给组件自上至下带动待切割棒料向靠近所述切割线方向移动；

所述进给组件包括：

进给动力驱动件和工件夹紧组件，所述工件夹紧组件的一端与所述进给动力驱动件连接；

工件板和切割衬板，所述工件板与所述工件夹紧组件的另一端连接，所述切割衬板固设于所述工件板的下方；所述切割衬板用于固定待切割棒料，且所述切割衬板具有与待切割棒料的周向外壁贴合的对接部。

可选地，所述对接部为弧形。

本申请实施例提供的一种线切割机，包括：至少两个相对设置的切割辊，切割辊的外周绕设有切割线以形成切割区；进给组件，位于切割辊的上方且与切割区的切割线对应；进给组件用于带动待切割棒料向靠近或远离切割线方向移动；存储盒，用于收集切割过程中的棒料碎片，存储盒位于切割辊间所形成的切割区的切割线下方；存储盒内设有切削液，以使切割过程中切割区的切割线与待切割棒料接触的部分浸入至切削液中；存储盒侧壁顶部具有至少沿切割线延伸方向向外弯折的扩口部。

采用本申请实施例中提供的一种线切割机，相较于现有技术，具有以下技术效果：

本申请中，在切割线的下方设置存储盒，用于收集切割过程中的棒料碎片，存储盒内设有切削液，以能够在切割线切割待切割棒料时，浸入至切削液中，刀缝中带入更多切割液，同时为了进一步提高收集范围，存储盒侧壁顶部具有向外弯折的扩口部，优化对棒料碎片的收集效果。切割区的切割线与待切割棒料接触的部分浸泡在切削液里，切割下来的微粉和热量被切削液及时带走，棒料切割区的温度相对恒定，降低棒料本身的热膨胀，切割后的片材表面质量和表面形貌达到切割需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种线切割机的结构示意图。

附图中标记如下：

切割辊1、存储盒2、工件板3、切割衬板4、待切割棒料5、扩口部6。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种线切割机，以解决现有的装置切削液进入切割刀缝的量少、导致切削液的润滑、排屑和降温的效果下降的问题。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种线切割机的结构示意图。

在一种具体的实施方式中，本申请提供的线切割机，包括至少两个相对设置的切割辊、进给组件和存储盒。其中，线切割机可以包括若干组相对设置的切割辊1组，优选为每组切割辊1包括两个切割辊1，可根据需要设置切割辊1的数量。在切割辊1的外周上绕设有切割线，切割辊1的外周设有齿槽，以对切割线进行固定，切割线具体在切割辊1上的缠绕方式可根据现有技术进行设置。

进给组件位于切割辊1的上方，与切割区的切割线对应设置。进给组件用于带动待切割棒料5、向靠近或远离切割线方向移动，以切割区的切割线水平方向设置为例，则进给组件优选为沿竖直方向带动待切割棒料5进行移动。

为了提高切削液的带液量，设置存储盒2，在其内设置切削液，以能够在切割线切割待切割棒料5时，浸入至切削液中。切割区的切割线与待切割棒料5接触的部分浸泡在切削液里，同时位于切割区的切割线下方的待切割棒料5也浸泡在切削液里，切割下来的微粉和热量被切削液及时带走，棒料切割区的温度相对恒定，降低棒料本身的热膨胀，切割后的片材表面质量和表面形貌达到切割需求。

可根据切割线的线弓设置存储盒2内的切削液液位，如可将切削液液位设置在当切割线下移至预设线弓的三分之一时，切割线和待切割棒料5浸入至切削液中；或者，在其他实施例中，根据需要设置切削液液位，均在本申请的保护范围内。

同时，存储盒2还用于收集切割过程中的棒料碎片，以避免脱落的碎片卷入线网，导致线网断线；同时壁面脱落的碎片将存储盒下方的线网切断；并能够将切割下来的微粉和热量通过切削液带走。

为了进一步增加切割线的浸入长度，以及碎片的收集范围，存储盒2侧壁的顶部具有向外弯折的扩口部6，可以理解的是，以存储盒2的中心线一侧为内，远离中心线的方向为外。以切割区的切割线方向为基准，存储盒2沿切割线方向的两端壁面可以认为为上文所述的存储盒2的侧壁。

采用本申请实施例中提供的一种线切割机，相较于现有技术，具有以下技术效果：

本申请中，在切割线的下方设置存储盒2，用于收集切割过程中的棒料碎片，存储盒2内设有切削液，以能够在切割线切割待切割棒料5时，浸入至切削液中，同时为了进一步提高收集范围，存储盒2侧壁顶部具有向外弯折的扩口部6，优化对棒料碎片的收集效果。棒料浸泡在切削液里，切割下来的微粉和热量被切削液及时带走，棒料切割区的温度相对恒定，棒料本身无热膨胀，切割后的片材表面质量和表面形貌达到切割需求。

具体的，存储盒2为顶部开口的闭合盒体，闭合盒体内充满切削液；可以理解的是，切割时碎片盒内腔充满切削液，由于线弓的存在，切割时切削液上表面高于金刚线所在的切割位置，相当于硬脆材料泡在切削液里面切割。碎片盒内的切削液可以无外部管路补充，也可以由外部管路补充，使切削液液位一直高于金刚线的切割位置。闭合盒体的侧壁顶部具有扩口部6。其中，扩口部6为经弧线过渡的扩口部6；扩口部6的外壁与切割辊1的周向外壁对应设置。优选为弧线所在圆与切割辊1为同心圆，以充分利用两切割辊1之间的空间，同时扩大碎片收集范围以及延长切割线所浸入长度。

在一种实施例中，切削液的液面与未切割时的切割区的切割线的距离小于切割线的预设线弓。以确保在预设线弓出现前，切割线即可浸入至切削液内；优选地，切削液液面可设置在未切割时的切割线以下 L1-1/2L1位置，其中L1为预设线弓，该预设线弓为作业人员工具不同线切割机的切割需要进行预设，可以认为预设线弓为在正常切割状态下的线弓。优选地，切削液的液面与未切割时的切割区的切割线的距离小于或等于切割线的预设线弓的一半。

可以理解的是，当存储盒2内充满切削液时，可将存储盒2的顶部边缘根据上述要求进行设计，此时无需单独测量切削液的液位，可根据存储盒2的顶部边缘的设置位置进行相应的距离调节，以便于设置。

同时，为了在切割线切割时不与存储盒2的顶部边缘发生干涉，存储盒2的顶部边缘与未切割时的切割区的切割线间设有预设间隔L0，以使得切割线以预设线弓切割时，存储盒2和切割线之间不发生干涉，提高切割线的使用寿命，同时保证切割效率切割过程中的安全。

为了便于设置，在存储盒2的底部分别设置排液孔和排屑孔，分别进行切削液的排出以及碎屑的排出，方便在切割作业完成后的清理，简化作业步骤。

在上述各实施例的基础上，本申请还包括液位传感器、补液管路和控制器。其中，液位传感器用于对存储盒2的切割液的液面位置进行检测，可设置在存储盒2的侧壁上，或者设置在切割室框架上，可根据需要进行设置。补液管路的出口端与存储盒2对应，以进行切削液的补充；补液管路与补液设备连接，通过补液设备的开关实现切削液的补充。控制器分别与液位传感器和补液管路连接，用于当存储盒2内的切割液液面低于预设位置时，控制补液管路开启。

在一种实施例中，在竖直方向上，进给组件自上至下带动待切割棒料5移动、向靠近切割线方向移动。

进给组件包括：

进给动力驱动件和工件夹紧组件，工件夹紧组件的一端与进给动力驱动件连接，另一端与工件板连接，以在进给动力驱动件的带动下，对待切割棒料5进行移动进给；工件夹紧组件可设置为底端具有楔形槽的板体，工件板3与楔形槽卡接实现固定；根据不同待切割棒料5的型号，可进行工件板3的替换，以满足不同型号的待切割棒料5的安装需求；在其他实施例中，工件夹紧组件也可以设为气缸或其他夹持机构，均在本申请的保护范围内；

工件板3和切割衬板4，工件板3与工件夹紧组件的另一端连接，切割衬板4固设于工件板3的下方；切割衬板4用于固定待切割棒料5，且切割衬板4具有与待切割棒料5的周向外壁贴合的对接部。

其中，工件板3与进给动力驱动件连接，切割衬板4固设在工件板3的下方，优选为可拆卸的固定连接。切割衬板4用于固定待切割棒料5，二者优选为粘接固定。为了提高接触面积，保证连接强度，切割衬板4具有与待切割棒料5的周向外壁贴合的对接部。对接部的形状可根据待切割棒料5的形状进行设置，当待切割棒料5为圆形棒料时，对接部设有圆弧对接部。在其他实施例中，可根据需要设置对接部的具体形状，均在本申请的保护范围内。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种线切割机，其特征在于，包括：

至少两个相对设置的切割辊，所述切割辊的外周绕设有切割线以在所述切割辊之间形成切割区；

进给组件，位于所述切割辊的上方且与所述切割区的所述切割线对应；所述进给组件用于带动待切割棒料向靠近或远离所述切割线方向移动；

存储盒，用于收集切割过程中的棒料碎片，所述存储盒位于所述切割区内的所述切割线的下方；所述存储盒内设有切削液，以使切割过程中所述切割区的所述切割线与所述待切割棒料接触的部分浸入至所述切削液中；

所述存储盒侧壁顶部具有至少沿所述切割线延伸方向向外弯折的扩口部。

2.根据权利要求1所述的线切割机，其特征在于，所述存储盒为顶部开口的闭合盒体，所述闭合盒体内充满所述切削液。

3.根据权利要求2所述的线切割机，其特征在于，所述扩口部为经弧线过渡的扩口部；所述扩口部的外壁与所述切割辊的周向外壁对应设置。

4.根据权利要求3所述的线切割机，其特征在于，所述切削液的液面与未切割时所述切割区的所述切割线的距离小于所述切割线的预设线弓。

5.根据权利要求4所述的线切割机，其特征在于，所述存储盒的顶部边缘与未切割时所述切割区的所述切割线间设有预设间隔。

6.根据权利要求3所述的线切割机，其特征在于，所述切削液的液面与未切割时所述切割区的所述切割线的距离小于或等于所述切割线的预设线弓的一半。

7.根据权利要求1所述的线切割机，其特征在于，所述存储盒的底部分别设有排液孔和排屑孔。

8.根据权利要求1-7任一项所述的线切割机，其特征在于，还包括：

液位传感器，用于对所述存储盒的切割液的液面位置进行检测；

补液管路，出口端与所述存储盒对应，以进行所述切削液的补充；

控制器，分别与所述液位传感器和所述补液管路连接，用于当所述存储盒内的切割液液面低于预设位置时，控制所述补液管路开启。

9.根据权利要求1所述的线切割机，其特征在于，在竖直方向上，所述进给组件自上至下带动待切割棒料向靠近所述切割线方向移动；

所述进给组件包括：

进给动力驱动件和工件夹紧组件，所述工件夹紧组件的一端与所述进给动力驱动件连接；

工件板和切割衬板，所述工件板与所述工件夹紧组件的另一端连接，所述切割衬板固设于所述工件板的下方；所述切割衬板用于固定待切割棒料，且所述切割衬板具有与待切割棒料的周向外壁贴合的对接部。

10.根据权利要求9所述的线切割机，其特征在于，所述对接部为弧形。

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