CN217862136U - 一种摇摆式切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种摇摆式切割机，切割机包括摇摆装置、工作台装置和切削液供应装置；摇摆装置位于工作台装置上方，摇摆装置包括摇摆动力器和摇摆固定盘，摇摆固定盘中心与摇摆动力器相连，摇摆动力器用于实现摇摆固定盘的左右往返旋转摇摆；切割辊轮和绕线辊轮分别安装在摇摆固定盘上；环形切割线环绕在切割辊轮和绕线辊轮上，切割辊轮带动环形切割线单向循环运转；工作台装置包括升降模块，升降模块用于带动工件升降进给与环形切割线相接实现切割；在切割辊轮和绕线辊轮之间切削液供应装置的供液管设置在摇摆固定盘上，切削液供应装置通过供液管向环形切割线和工件输送切削液。本实用新型通过在切割机上设置摇摆装置解决了切屑排屑问题。

Description

一种摇摆式切割机

技术领域

本实用新型涉及数控线锯加工领域，尤其涉及一种摇摆式切割机。

背景技术

线锯加工广泛应用于航空航天、光伏发电、风力发电、半导体等多个行业的硬脆性难加工材料的切片和切块，其中硬脆性难加工材料主要包括精密氧化锆陶瓷、氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅、单晶硅、多晶硅、磁性材料、蓝宝石、模具钢等材料，其按常规加工工艺加工时常常存在效率低、精度差、成品率低等问题。

现有线锯加工的加工精度高，可达微米级；但加工效率低，仅零点几毫米/每分钟到二三毫米/每分钟，主要原因为目前线锯线速度都很慢，普遍在30米/秒以下，此外，切屑由于排屑不及时常常覆盖了线锯的刃口，导致线锯锯切效率降低，表面加工精度亦受到影响，大大限制了加工效率，此外目前线锯主要为单线切割，进一步限制了加工效率，目前基本采用动则几十台甚至几百台、上千台的机海战术来提高生产效率，厂房空间利用率低，设备维护困难。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种摇摆式切割机，其解决了切屑排屑问题，加工效率每分钟高达五毫米到二十毫米以上，加工精度高达微米级以上，且占地空间小，可一次完成多片或多块加工成品加工的设备。

本实用新型具体的技术方案如下：

一种摇摆式切割机，所述切割机包括摇摆装置、工作台装置和切削液供应装置；

所述摇摆装置位于所述工作台装置上方，所述摇摆装置包括摇摆动力器和摇摆固定盘，所述摇摆固定盘中心与所述摇摆动力器相连，所述摇摆动力器用于实现所述摇摆固定盘的左右往返旋转摇摆；

切割辊轮和绕线辊轮分别安装在所述摇摆固定盘上；环形切割线环绕在所述切割辊轮和所述绕线辊轮上，所述切割辊轮带动所述环形切割线单向循环运转；

所述工作台装置包括升降模块，所述升降模块用于带动工件升降进给与所述环形切割线相接实现切割；

在所述切割辊轮和所述绕线辊轮之间所述切削液供应装置的供液管设置在所述摇摆固定盘上，所述切削液供应装置通过所述供液管向所述环形切割线和所述工件输送切削液。

进一步地，所述切割辊轮包括第一切割辊轮和第二切割辊轮；在所述摇摆固定盘上所述第一切割辊轮、所述第二切割辊轮和所述绕线辊轮围绕所述摇摆固定盘圆心呈品字形布置，所述绕线辊轮位于所述第一切割辊轮和所述第二切割辊轮上方；所述环形切割线环绕在所述第一切割辊轮、所述第二切割辊轮和所述绕线辊轮上，所述第一切割辊轮和所述第二切割辊轮之间的所述环形切割线与所述工件的待切割位置接触。

进一步地，在所述摇摆固定盘外侧，所述切割机还包括张紧装置和多个所述绕线辊轮；所述张紧装置包括张力调节模块，一个所述绕线辊轮安装在所述张力调节模块上，在所述张力调节模块带动下能够左右移动；其余所述绕线辊轮分布在所述摇摆固定盘与所述张紧装置之间，所述摇摆固定盘上的所述环形切割线依次环绕多个所述绕线辊轮。

进一步地，所述第一切割辊轮和所述第二切割辊轮中任意一个包括旋转驱动装置，另一个根据工艺需求配置所述旋转驱动装置，且两个所述旋转驱动装置同步同向旋转。

进一步地，所述切割辊轮和所述绕线辊轮上分别设有多道形状大小相同的环形槽，所述环形槽用于装载所述环形切割线。

进一步地，所述切割辊轮和所述绕线辊轮上对应的所述环形槽的槽型、数量和槽距均相同。

进一步地，单根或多根所述环形切割线缠绕在所述切割辊轮和所述绕线辊轮上对应的具有相同槽距的所述环形槽内。

进一步地，所述环形槽为环形V型槽。

进一步地，所述工作台装置还包括装夹模块，所述装夹模块设置在所述升降模块顶端，用于夹装所述工件。

进一步地，所述摇摆动力器为伺服电机。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过在切割机上设置摇摆装置解决了切屑排屑问题，其通过控制摇摆固定盘左右往返摇摆的角度、速度和往返频率，使绕于第一切割辊轮、第二切割辊轮和绕线辊轮上的环形切割线作整体摇摆动作，切削液可大面积冲洗切割区域内的切屑，从而实现有效排除环形切割线和工件上的切屑，进一步提高环形切割线的锯切能力，进而提升加工效率和加工质量。

本实用新型实现单根或多根环形切割线对工件的高速高精密切割，切割线速度可达50米每秒以上，甚至100米每秒以上的高速化线速度设计，利用环形切割线的无限循环性质，使每根环形切割线无需换向就可对工件持续切割，即无往返的加速、减速、停顿、换向、再加速的循环过程，大大提高了参与切割的有效时间，进而实现了高效切割，加工效率是现有加工工艺的两倍以上。

由于本实用新型的切割过程是一种无换向的持续加工过程，减少了环形切割线的机械抖动，使工件的整个加工过程都在同一个规格的环形切割线下进行切割，避免了工件加工上下公差不一的现象，此外各环形切割线间互不干涉，保证了加工的每块工件尺寸的一致性，最终达到每块工件的尺寸和公差的高度一致性，实现高精度切割，精度可达到微米级，实现以锯代磨的加工工艺。

附图说明

图1为本实用新型摇摆式切割机的整机结构示意图；

图2为本实用新型中环形线走线结构示意图；

图3为本实用新型中摇摆式结构示意图；

图4为本实用新型摇摆式切割机工作原理结构示意图。

其中：1-机架、2-摇摆装置、3-摇摆固定盘、4-第一切割辊轮、5-第二切割辊轮、6-绕线辊轮、7-张紧装置、8-工作台装置、9-切削液供应装置、10-环形切割线、11-工件。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

本实用新型中，术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信，也可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元器件内部的联通，也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例记载了一种摇摆式切割机，其利用摇摆装置做摇摆动作，有效地排除切割区域内环形切割线以及工件上的切屑，以提升加工效率和加工质量。

如图1至图4所示，该切割机包括机架1，机架1的前面板上设有摇摆装置2、多个绕线辊轮6、张紧装置7、工作台装置8、切削液供应装置9和控制装置，在摇摆装置2中的摇摆固定盘3上设有第一切割辊轮4、第二切割辊轮5、一个绕线辊轮6和切削液供应装置9的供液口，控制装置与与摇摆装置2、第一切割辊轮4、第二切割辊轮5、张紧装置7、工作台装置8和切削液供应装置9分别连接，控制各部件按工艺要求动作。单根或多根环形切割线10环绕于第一切割辊轮4、第二切割辊轮5、绕线辊轮6和张紧装置7上，通过单向循环运转按工艺切割安装在工作台装置8上的工件11。

摇摆装置2包括摇摆动力器和摇摆固定盘3，摇摆固定盘3通过摇摆动力器安装在机架1上。本实施例中所用的摇摆动力器包含但不限于伺服电机，下面以伺服电机为例进行说明。

摇摆固定盘3中心与伺服电机相连，在伺服电机作用下摇摆固定盘3左右往返旋转摇摆，摇摆固定盘3通过伺服电机控制摇摆角度、摇摆速度和左右摇摆频率，实现对切割区域(即第一切割辊轮4和第二切割辊轮5之间区域)内的环形切割线10作整体摇摆运动，以便实时实现切削液供应装置9对切屑的清洗和对切割区域的润滑、冷却作用。

另外，在摇摆固定盘3上第一切割辊轮4、第二切割辊轮5和绕线辊轮6围绕摇摆固定盘3圆心呈品字形布置，绕线辊轮6位于第一切割辊轮4和第二切割辊轮5上方中部，第一切割辊轮4和第二切割辊轮5之间的环形切割线10与工件11的待切割位置接触，环形切割线10循环行进时对工件11进行切割。切削液供应装置9的供液管设置在第一切割辊轮4、第二切割辊轮5和绕线辊轮6之间，优选地，在第一切割辊轮4、第二切割辊轮5上方水平排布多个供液管，供液设备通过供液管向切割区域输送切削液，对切割区域内的工件11和环形切割线10进行冷却降温并控制切割区域温度、清洗切屑以及润滑切割点等。

第一切割辊轮4和第二切割辊轮5用于带动环形切割线10循环运转，为环形切割线10运转的主动轮，其中的任意一个切割辊轮包括旋转驱动装置，另一个切割辊轮可根据工艺需要配置旋转驱动装置，此时两个旋转驱动装置同步同向旋转。通过旋转驱动装置第一切割辊轮4和第二切割辊轮5同向旋转为环形切割线10提供行进动力，并带动绕线辊轮6从动旋转，从而使环形切割线10单向循环运转。旋转驱动装置在控制装置的控制下控制旋转方向及转速，从而控制环形切割线10的循环运转方向及线速度，也即控制该切割机的切割方向及切割速度，本实施例的切割机的环形切割线10线速度可实现0～100米每秒甚至更快的高速旋转。

在摇摆固定盘3外侧张紧装置7设置在机架1的前面板上，张紧装置7包括张力调节模块和一个绕线辊轮6，此绕线辊轮6通过张力调节模块安装在机架1的前面板上，此绕线辊轮6在张力调节模块作用下可沿水平方向左右移动，用以调节环形切割线10的张紧力度，以便实现环形切割线10保持一定的张紧状态进行高速旋转。张紧装置7根据环形切割线10不同的线径施加不同大小的张紧力，以便达到不同切割工艺的要求。

该切割机上的绕线辊轮6用于环绕环形切割线10，一般为一个或多个辊轮组，绕线辊轮均为无动力辊轮，即从动轮。该切割机除了摇摆固定盘3和张紧装置7上的绕线辊轮6外，在机架1上还布置了多个绕线辊轮6，用以根据工件11的加工工艺布置不同长度的环形切割线10。绕线辊轮6的数量由所需的环形切割线10长度决定，即布置不同数量的绕线辊轮6可环绕不同长度的环形切割线10，如环绕的环形切割线10过短，则会使环形切割线10过度紧绷，不仅损伤环形切割线10，还会增大环形切割线10的行进动力；如环绕的环形切割线10过长，则会使环形切割线10松弛，无法完成有效切割。本实施例以在机架1上还布置4个绕线辊轮6为例进行说明，如下：

2个绕线辊轮6上下设置在摇摆固定盘3的一侧，分别实现下压、上抬环形切割线10的作用，以便于摇摆固定盘3上环绕的环形切割线10保持张紧状态。同时，上部的绕线辊轮6的底端切线与张紧装置7上的绕线辊轮6顶端切线相平齐，方便环形切割线10以水平方向环入张紧装置7上的绕线辊轮6。

1个绕线辊轮6设置在机架1前面板的下侧，环形切割线10环绕过该绕线辊轮6后，在加强摇摆固定盘3上环形切割线10的张紧状态的同时，还可增加环形切割线10的长度，以便降低环形切割线10的损耗，延长使用寿命。

另外1个绕线辊轮6设置在张紧装置7的侧下方，用于与摇摆固定盘3外上部的绕线辊轮6共同配合，尽可能地增加环形切割线10与张紧装置7上绕线辊轮6的接触长度，以便增加张紧力度。同时，此处设置的绕线辊轮6还实现了环形切割线10向下方转向伸向下方的绕线辊轮6。

本实施例为保证环形切割线10不脱落，在第一切割辊轮4、第二切割辊轮5和绕线辊轮6上分别设有多道形状大小相同的环形槽，用于装载环形切割线10。第一切割辊轮4、第二切割辊轮5及绕线辊轮6上对应的环形槽的槽型、数量和槽距均相同，使得对应的环形槽位于同一平面上。优选地，环形槽为环形V型槽。

单根或多根环形切割线10缠绕在第一切割辊轮4、第二切割辊轮5和绕线辊轮6上对应的具有相同槽距的环形槽内，保证环形切割线10在同一平面内高速旋转，可避免多根环形切割线10之间互相交叉干涉缠绕，使其仅参与各自环形槽内的工作。本实施例中槽距根据工件11所需加工的尺寸进行工艺配置，可备用多套不同环形槽数量和槽距的切割辊轮和绕线辊轮6，以便减少调整工艺时所需的准备时间。

本实施例所用的环形切割线10可为环形钢丝线，也可为具有一定线径且其上镀有所需规格大小的金刚石微粉颗粒的环形线，优选地，环形切割线10为一种直径为0.1mm～0.6mm的柔性镀有金刚石颗粒的环形钢丝线。环形切割线10的长度根据工件11不同的加工工艺要求设定。

工作台装置8为一种为工件11提供装夹功能并在切割过程中为工件11提供上下进给功能的装置。工作台装置8包括装夹模块和升降模块，升降模块安装在操作台上，装夹模块设置在升降模块顶端，用于夹装工件11。在切割过程中，升降模块在控制装置的控制下根据切割进度按工艺要求实施调整工件11高度，为工件11提供上下进给，工作台装置8的上升速度即为工件11的加工进给速度，可根据加工工艺在0～20mm每分钟范围内进行设定。

本实施例的环形切割线10在第一切割辊轮4和第二切割辊轮5旋转带动下可实现顺时针或逆时针的单向循环运转，下面以环形切割线10逆时针方向循环运转为例说明该切割机的实施过程：

张紧装置7通过张力设定将各环形切割线10张紧装载在各环形槽内，通过工作台装置8将工件11上升至待切割位置，开启切削液供应装置9对工件11和环形切割线10输送切削液，同时开启摇摆装置2、第一切割辊轮4和第二切割辊轮5使之转速从零增速至工艺切割线速度，从而控制各环形切割线10达到工艺线速度(即切割速度)，而后控制工作台装置8进行工件11的上升进给，使工件11的待切割位置与第一切割辊轮4和第二切割辊轮5之间的环形切割线10接触实现切割，切削液对切割区域内的工件11和环形切割线10进行冷却和清洗切屑，按工艺要求完成切割后，摇摆装置2、第一切割辊轮4和第二切割辊轮5开始减速，由切割速度降至零，从而完成对工件11的垂直切割。

整个切割加工过程中，环形切割线10都是单向无限循环高速旋转，且各环形切割线10互不交叉互不干涉，确保各环形槽的磨损一致性和各环形切割线10的磨损一致性，从而保证了各工件11整板加工精度的一致性。

由于整个加工过程中环形切割线10只有一次加减速过程，无切割时停顿返向的停顿现象，使得工件11从上到下一直在同一速度同一方向下进行切割，进一步控制了工件11整板中单片从上到下的加工精度，从而可实现微米级甚至更高的加工精度。

虽然上面结合本实用新型的优选实施例对本实用新型的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本实用新型的示意性实现方式的解释，并非对本实用新型包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本实用新型范围的限制，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摇摆式切割机，其特征在于，所述切割机包括摇摆装置(2)、工作台装置(8)和切削液供应装置(9)；

所述摇摆装置(2)位于所述工作台装置(8)上方，所述摇摆装置(2)包括摇摆动力器和摇摆固定盘(3)，所述摇摆固定盘(3)中心与所述摇摆动力器相连，所述摇摆动力器用于实现所述摇摆固定盘(3)的左右往返旋转摇摆；

切割辊轮和绕线辊轮(6)分别安装在所述摇摆固定盘(3)上；环形切割线(10)环绕在所述切割辊轮和所述绕线辊轮(6)上，所述切割辊轮带动所述环形切割线(10)单向循环运转；

所述工作台装置(8)包括升降模块，所述升降模块用于带动工件(11)升降进给与所述环形切割线(10)相接实现切割；

在所述切割辊轮和所述绕线辊轮(6)之间所述切削液供应装置(9)的供液管设置在所述摇摆固定盘(3)上，所述切削液供应装置(9)通过所述供液管向所述环形切割线(10)和所述工件(11)输送切削液。

2.根据权利要求1所述的切割机，其特征在于，所述切割辊轮包括第一切割辊轮(4)和第二切割辊轮(5)；在所述摇摆固定盘(3)上所述第一切割辊轮(4)、所述第二切割辊轮(5)和所述绕线辊轮(6)围绕所述摇摆固定盘(3)圆心呈品字形布置，所述绕线辊轮(6)位于所述第一切割辊轮(4)和所述第二切割辊轮(5)上方；所述环形切割线(10)环绕在所述第一切割辊轮(4)、所述第二切割辊轮(5)和所述绕线辊轮(6)上，所述第一切割辊轮(4)和所述第二切割辊轮(5)之间的所述环形切割线(10)与所述工件(11)的待切割位置接触。

3.根据权利要求1或2所述的切割机，其特征在于，在所述摇摆固定盘(3)外侧，所述切割机还包括张紧装置(7)和多个所述绕线辊轮(6)；所述张紧装置(7)包括张力调节模块，一个所述绕线辊轮(6)安装在所述张力调节模块上，在所述张力调节模块带动下能够左右移动；其余所述绕线辊轮(6)分布在所述摇摆固定盘(3)与所述张紧装置(7)之间，所述摇摆固定盘(3)上的所述环形切割线(10)依次环绕多个所述绕线辊轮(6)。

4.根据权利要求2所述的切割机，其特征在于，所述第一切割辊轮(4)和所述第二切割辊轮(5)中任意一个包括旋转驱动装置，另一个根据工艺需求配置所述旋转驱动装置，且两个所述旋转驱动装置同步同向旋转。

5.根据权利要求1所述的切割机，其特征在于，所述切割辊轮和所述绕线辊轮(6)上分别设有多道形状大小相同的环形槽，所述环形槽用于装载所述环形切割线(10)。

6.根据权利要求5所述的切割机，其特征在于，所述切割辊轮和所述绕线辊轮(6)上对应的所述环形槽的槽型、数量和槽距均相同。

7.根据权利要求6所述的切割机，其特征在于，单根或多根所述环形切割线(10)缠绕在所述切割辊轮和所述绕线辊轮(6)上对应的具有相同槽距的所述环形槽内。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的切割机，其特征在于，所述环形槽为环形V型槽。

9.根据权利要求1所述的切割机，其特征在于，所述工作台装置(8)还包括装夹模块，所述装夹模块设置在所述升降模块顶端，用于夹装所述工件(11)。

10.根据权利要求1所述的切割机，其特征在于，所述摇摆动力器为伺服电机。

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