CN219276286U - 线切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线切割装置，其包括支撑组件、切割组件、切割平台，支撑组件包括底座以及安装在底座上的机架；切割组件包括可转动连接在机架一侧的多个切割轮；切割平台用于连接工件，切割线与电源负极连接，形成工具电极；工件与电源正极连接，形成工件电极；本申请在切割线机械切割的基础上增加了电火花辅助加工，有利于实现电镀金刚线的磨粒自锐，让更多的磨粒参与切割，并保持持续的锋利性，对于改善切割线弓、提高加工精度有益；除此之外，旋转加工的方式对降低单位材料的切削力和改善加工精度有好处。

Description

线切割装置

技术领域

本实用新型属于加工设备技术领域，具体地说，是涉及一种线切割装置。

背景技术

切割技术是目前较先进的加工技术，与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点，其原理是通过高速运动的切割线对待加工工件进行摩擦，从而达到切割的目的。

传统的切割技术，多是通过单一的机械方式，通过切割线在机架上形成的线锯，对硅棒等的待切割件进行直线切割，此种切割方式，硅棒等的待切割件的切断效率较低，且容易形成切割线弓，在切割面上形成线痕，切割面的光整程度有限，切割后的成品质量较差，还需要后续进一步的光整加工，加工成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种线切割装置，以解决现有技术中存在的单一加工方式造成的成品质量较差，加工精度较低，需要进一步光整处理，加工成本较高等问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

本实用新型提出了一种线切割装置，其包括：

支撑组件，其包括底座以及安装在所述底座上的机架，所述机架上形成有避让口；

切割组件，其连接在所述底座上，包括机架，以及用于绕设切割线以切割工件的切割轮组，所述切割轮组可转动连接在所述机架一侧；

切割平台，其用于连接工件，所述切割平台上还设置有旋转驱动件，用于带动工件绕其自身轴线旋转；

其中，所述切割线与电源负极连接，所述工件与电源正极连接，电源通电状态下，所述切割线形成工具电极；所述工件形成工件电极。

在本申请的一些实施例中，所述电源负极与所述切割轮组连接，所述切割线绕经所述切割轮组，形成工具电极。

在本申请的一些实施例中，所述机架上形成有导电块，所述导电块与所述电源负极连接，所述切割线与所述导电块接触，形成工具电极。

在本申请的一些实施例中，所述机架上还形成有导电轮，其与所述电源负极连接，所述切割线绕设在所述导电轮上，形成工具电极。

在本申请的一些实施例中，所述切割轮组包括至少一个主动轮。

在本申请的一些实施例中，还包括张紧组件，其包括调节件以及与所述调节件连接的张力轮，所述切割线绕设在所述张力轮上，用于调节所述切割线的松紧。

在本申请的一些实施例中，所述切割平台包括固定在所述底座上的第一支撑件以及可移动连接在所述第一支撑件上的第二支撑件，所述第二支撑件上可移动连接有工件支架，所述支撑立架和所述第二支撑件的移动方向垂直。

在本申请的一些实施例中，所述工件通过夹具水平连接在所述工件支架上，所述夹具与所述电源正极直接连接，所述工件支架上形成有旋转驱动件，用于控制所述夹具转动。

在本申请的一些实施例中，所述第二支撑件与进给驱动件连接，所述第一支撑件上形成有第一导向部，所述第二支撑件底部形成有与所述第一导轨相适配的第二导向部。

在本申请的一些实施例中，所述工件支架与所述上料驱动件连接，所述第二支撑件上形成有第三导向部，所述工件支架上形成有与所述第三导向部相适配的第四导向部。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本申请所涉及的线切割装置，所述切割线与电源负极连接，形成工具电极；所述工件与电源正极连接，形成工件电极，在切割线机械切割的基础上增加了电火花辅助加工，电火花辅助加工，实现电镀金刚线的磨粒自锐，让更多的磨粒参与切割，并保持持续的锋利性，且有利于降低了截断工序的宏观作用力，对于改善切割线弓，提高加工精度有益，应用放电刻蚀作用去除线痕波峰的残余材料，对于改善表面波度有帮助，同时有利于均化加工表面轮廓分布。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 是本实用新型所提出的线切割装置的一种实施例的立体图；

图2是本实用新型所提出的线切割装置的主视图；

图3是本实用新型所提出的线切割装置的侧视图；

图4是本实用新型所提出的线切割装置的俯视图；

图5是夹具结构示意图；

图6是旋转切割和直线切割切割面对比示意图；

图中，

100、支撑组件；

110、底座；

120、机架；121、避让口；

200、切割组件；

210、第一主动轮；

220、第二主动轮；

230、从动轮；

240、导电轮；

250、张紧组件；

260、切割线；

300、切割平台；

310、第一支撑件；

320、第二支撑件；

330、支撑立架；

331、支撑平台；332、夹具；

400、工件；

500、进给驱动件；

600、上料驱动件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之”上”或之”下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征”之上”、”上方”和”上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征”之下”、”下方”和”下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

如图1-4所示，本申请提出了一种线切割装置，该线切割装置是用于将单晶硅棒通过卧式或者立式加工截断成短棒的装置，具体包括支撑组件100、切割组件200和切割平台300。

支撑组件100用于为整个线切割装置提供支撑，具体包括固定在地面上的底座110以及安装在底座110上的机架120。

该线切割装置的切割方式适用于往复切割和环形切割两种方式，线切割装置既可以适用于单根切割线作为切割工具的加工结构，也可以适用于多根切割线的同时加工结构。

其中的切割组件200可以是卧式也可以是立式，卧式状态下，工件400位于所述环形切割线的左侧或右侧；立式状态下，所述工件位于所述环形切割线的上侧或下侧。

加工过程中，工件400与切割组件200之间的相对运动的过程可以是机架120固定工件400动作，也可以是工件400固定，机架120动作。

以环形卧式单切割线线切割装置为例，机架120上形成有避让口121，避让口121位于机架120的旁侧，机架120与工件400的相对运动为水平。

切割组件200包括可转动连接在机架120一侧的切割轮组和绕设在切割轮组上的切割线260。

工件400安装在切割平台300上，且工件400在切割平台300上可以沿着其自身轴线做自旋转运动。

切割线260与电源负极连接，形成工具电极；工件400与电源正极连接，形成工件电极。

工件400以自身的轴线为旋转中心进行旋转运动，同时切割线260与工件400分别与高频脉冲电源的电源负极和电源正极连接，形成工具电极和工件电极。

当切割线260切入工件400后，高频脉冲电源通电，给工件400和切割线260同时供电，形成脉冲放电回路，在切割线260对旋转的工件400进行旋切去除的基础上，增加放电非接触去除。

临近切出位置时，关闭电源，切断放电回路。

电源的开关可以由操作人员控制，或根据切割过程的时间规律，预先通过控制器控制电源开关时间，通过控制器控制，其切割的智能化和准确度更高

切割线260采用放电加工的方式对工件400进行切割，通过增加高频脉冲电源并利用脉冲放电作用去工件400表面材料，电火花的非接触去除材料方式所去除的材料在整体加工中降低了截断工序的宏观作用力，对于改善切割线弓，提高加工精度有益。

旋转切割结合放电加工，对工件400的复合截断，可以大幅提高工件的截断效率，改善加工精度及加工质量。

切割线260与电源负极的连接方式有多种，在本申请的一些实施例中，电源负极与切割轮组中的任一切割轮电连接，则，切割线260绕经切割轮组的过程中带电，形成工具电极。

除了上述连接方式外，在本申请的另一些实施例中，在机架120上还可以额外设置导电轮240或导电块，导电轮240或者导电块与电源负极相连。

切割线260经过导电轮240或导电块带电，形成工具电极。

工件400除了通过夹具332与电源正极连接外，还可以在工件400夹持端的端面增加导电滑轮或吸盘等结构实现导电。

切割轮组包括多个切割轮，其中，至少包括一个主动轮，主动轮外连电机等的切割驱动件，切割驱动件带动主动轮转动，为切割线260的运动提供动力。

主动轮的数量至少为一 个，当然，也可以设置成两个或者两个以上，当主动轮的数量为两个的时候，第一主动轮210、第二主动轮220优选的设置在避让口的两侧。

在本申请的一些实施例中，除了主动轮之外，切割轮组还包括从动轮230，也可以包括以及至少一个从动轮230，从动轮230可转动连接在机架120上，从动轮230的数量不做限定。

工件400安装在切割平台300上，机架120和切割平台300之间产生相对运动，与避让口121位置相对应的切割线260形成切割段。

工件400和切割平台300相对移动的过程中，经过避让口121处的工件被高速运动的切割线260切割。

切割组件200上还设置有冷却系统，用于向避让口121对应的切割区喷洒冷却液。

在本申请的一些实施例中，机架120与底座110相互固定，切割平台300相对于机架120运动。

具体的，切割平台300包括两部分运动，第一是相对于避让口121深度方向的进给运动，第二是改变工件400切割位置的上料运动。

切割平台300具体包括第一支撑件310、第二支撑件320和工件支架，第一支撑件310固定在底座110上，与底座110的相对位置固定。

第二支撑件320可移动连接在第一支撑件310上，工件支架可移动连接在第二支撑件320上。

再次参考图1，工件支架包括支撑立架330和支撑平台331，支撑平台331水平设置在支撑立架330下方。

支撑立架330上连接有夹具332，用于连接工件400，夹具332与旋转驱动件（未图示）连接，在旋转驱动件的带动下，夹具332和工件400做旋转运动。

参考图5，具体而言，夹具332上形成有多个卡爪3321，通过卡爪3321将工件400的一端固定。

旋转驱动件开启后，夹具332和工件400均沿着工件400的轴线做自旋转运动，进行旋转切割。

参考图6，与传统方式切割线260需要穿过整个工件400截面相比，旋转切割过程中，切割线260只需要切割过工件400中心即可实现工件400的截断，切割时间理论上只有传统方式的一半。

除此之外，旋转加工的点接触加工方式优化了切削接触区的材料去除作用，对降低单位材料的切削力和改善加工精度有好处，利用切割截面与切割线260的多次接触实现磨粒对工件400截断面的光整加工。

切割线260放电复合旋切，工件400由第二支撑件320和工件支架带动进给至避让口121对应的切割区内。

当切割线260切入工件400后，高频脉冲电源通电，同时通过工件电极和工具电极形成脉冲放电回路，实现在金刚线旋切去除基础上增加放电去除作用方式。

当切割线260切割工件400至临近切出位置时，关闭放电回路，利用切割线260切割方式切出工件。

第二支撑件320相对于第一支撑件310的运动方向与进给运动一致，用于带动整个切割平台300靠近或者远离切割线260。

工件支架相对于第二支撑件320的运动方向与上料运动一致，用于改变工件400的切割位置。

第二支撑件320与进给驱动件500连接，工件立架与上料驱动件600连接。

进给驱动件500和上料驱动件600的形式可以是多种，例如为电动推杆结构等。

上料驱动件600和/或进给驱动件500的结构还可以是驱动电机和螺杆结构，对应的，支撑平台331和/或第二支撑件320上形成有与螺杆相适配的螺纹孔，随着驱动电机带动螺杆的转动，在螺纹配合的作用下，实现第二支撑件320和/或支撑立架330的运动。

为了提高切割过程的智能化，提高加工精度，旋转驱动件、进给驱动件500、上料驱动件600以及电源均与控制器连接，控制器根据加工规律预设各开关件的开关时间，除此之外，还可以根据实际加工需求调整旋转加工和放电加工过程的配合位置，得到不同应用效果，发挥复合切的优势，实现叠加最优化。

为了保证移动过程准确，防止错位的产生，第一支撑件310和第二支撑件320之间、第二支撑件320和工件支架之间分别设置有一组导向组件。

具体的，第一支撑件310的上放形成有第一导向部，第二支撑件320与第一支撑件310接触的一侧形成有与第一导向部相适配的第二导向部。

类似的，第二支撑件320与工件支架接触的一侧形成有第三导向部，支撑平台331上形成有与第三导向部相适配的第四导向部。

支撑平台331为水平支撑台结构，支撑立架330下方固定在支撑平台331上，第三导向部设置在支撑平台331底部，以提高与第二支撑件的连接面积，提高稳定性。

在本申请的一些实施例中，为了调节切割线260的张力，机架120上还设置有张紧组件250，其具体包括调节件以及与调节件连接的张力轮，切割线260绕设在张力轮上。

调节件可以是多种，例如重锤、弹簧或直线电机等直线型张力、张力摆杆等摆杆式张力或偏心轮或杠杆等偏心轮式结构等。

张紧组件250的具体设计并非本申请的设计重点，在此不做展开描述。

本申请所涉及的切割装置，工件400在被切割线260切割过程中处于转动状态，即，工件400采用旋转切割的方式实现切割，同时，工具电极和工件电电极之间利用脉冲放电，对工件400进行电火花切割。

工具电极和工件电极相互作用，有利于应用放电刻蚀作用去除线痕波峰的残余材料，改善表面波度，同时有利于均化加工表面轮廓分布，实现电镀金刚线的磨粒自锐，让更多的磨粒参与切割，保持持续的锋利性，降低了截断工序的宏观作用力，对于改善切割线弓，提高加工精度有益。

旋转加工的点接触加工方式相比于传统方式的全弦长大幅减小，只需要切割到过硅棒中心即可实现硅棒的截断，切割时间理论上只有传统方式的一半。

旋转加工优化了切削接触区的材料去除作用，对降低单位材料的切削力和改善加工精度有好处，且可以利用切割截面与金刚线的多次接触实现磨粒对截断面的光整加工。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种线切割装置，其特征在于，包括：

支撑组件，其包括底座以及安装在所述底座上的机架，所述机架上形成有避让口；

切割组件，其连接在所述底座上，包括机架，以及用于绕设切割线以切割工件的切割轮组，所述切割轮组可转动连接在所述机架一侧；

切割平台，其用于连接工件，所述切割平台上还设置有旋转驱动件，用于带动工件绕其自身轴线旋转；

其中，所述切割线与电源负极连接，所述工件与电源正极连接，电源通电状态下，所述切割线形成工具电极；所述工件形成工件电极。

2.根据权利要求1所述的线切割装置，其特征在于，

所述电源负极与所述切割轮组连接，所述切割线绕经所述切割轮组，形成工具电极。

3.根据权利要求1所述的线切割装置，其特征在于，

所述机架上形成有导电块，所述导电块与所述电源负极连接，所述切割线与所述导电块接触，形成工具电极。

4.根据权利要求1所述的线切割装置，其特征在于，

所述机架上还形成有导电轮，其与所述电源负极连接，所述切割线绕设在所述导电轮上，形成工具电极。

5.根据权利要求1所述的线切割装置，其特征在于，

所述切割轮组包括至少一个主动轮。

6.根据权利要求5所述的线切割装置，其特征在于，

还包括张紧组件，其包括调节件以及与所述调节件连接的张力轮，所述切割线绕设在所述张力轮上，用于调节所述切割线的松紧。

7.根据权利要求1所述的线切割装置，其特征在于，

所述切割平台包括固定在所述底座上的第一支撑件以及可移动连接在所述第一支撑件上的第二支撑件，所述第二支撑件上可移动连接有工件支架。

8.根据权利要求7所述的线切割装置，其特征在于，

所述工件通过夹具水平连接在所述工件支架上，所述夹具与所述电源正极直接连接，所述工件支架上形成有旋转驱动件，用于控制所述夹具转动。

9.根据权利要求7所述的线切割装置，其特征在于，

所述第二支撑件与进给驱动件连接，所述第一支撑件上形成有第一导向部，所述第二支撑件底部形成有与所述第一导向部相适配的第二导向部。

10.根据权利要求7所述的线切割装置，其特征在于，

所述工件支架与上料驱动件连接，所述第二支撑件上形成有第三导向部，所述工件支架上形成有与所述第三导向部相适配的第四导向部。

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