JPS6393558A - Cutting device for hard and brittle material by electro-deposited diamond wire - Google Patents

Cutting device for hard and brittle material by electro-deposited diamond wire

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Publication number
JPS6393558A
JPS6393558A JP23581086A JP23581086A JPS6393558A JP S6393558 A JPS6393558 A JP S6393558A JP 23581086 A JP23581086 A JP 23581086A JP 23581086 A JP23581086 A JP 23581086A JP S6393558 A JPS6393558 A JP S6393558A
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JP
Japan
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cutting
wire
processing table
workpiece
cutting wire
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Application number
JP23581086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Ishikawa
憲一 石川
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Fujikoshi Machinery Corp
Original Assignee
Fujikoshi Kikai Kogyo KK
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Publication date
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Publication of JPS6393558A publication Critical patent/JPS6393558A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades

Abstract

PURPOSE:To reciprocate a cutting wire at constant accuracy to reduce power consumption and to make a volume of a device smaller, by making an arrangement to directly reciprocate the cutting wire. CONSTITUTION:A number of cutting wires 21 are stretched between at least a pair of multi-groove pulleys 231-234 capable of making only rotation in such a manner that they can move in their lengthwise direction. There is provided a motion conversion mechanism for converting a circulating movement of a hollow pin chain 14 which circulatingly moves continuously in a given direction in parallel with the cutting wires 21 into a reciprocating motion in the lengthwise direction of the cutting wires 21. As a result, since the circulating movement of the hollow pin chain 14 directly reciprocates the cutting wires 21, a long stroke with small mass of a movable part can causes the cutting wires 21 to reciprocates at a constant high speed. With the arrangement, power consumption is small and a volume of a device can be made smaller.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の利用分野] この発明は、タイヤモンドワイヤー(ダイヤモンド砥粒
を電着させた切断ワイヤー)によって被加工物を切断す
る切断装置に関し、特に、公知の類似装置よりも切断用
ワイヤーを高速駆動させることができるとともに、より
少ない消費動力で被加工物を切断することのできる、改
善された切断装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a cutting device for cutting a workpiece using a Tiremond wire (a cutting wire electrodeposited with diamond abrasive grains), and in particular, the present invention relates to a cutting device that cuts a workpiece using a Tiremond wire (a cutting wire electrodeposited with diamond abrasive grains), and in particular, the present invention relates to a cutting device that cuts a workpiece using a Tiremond wire (a cutting wire electrodeposited with diamond abrasive grains). The present invention also relates to an improved cutting device that can drive a cutting wire at high speed and cut a workpiece with less power consumption.

[発明の背景] 近年、固体物理学や生物研究の発展に伴ってシリコンや
化合物半導体及び水晶等の硬脆材料の需要が特に電子工
業において急激に増大したが、更に最近では金属素材に
代替しつるセラミックスの研究が進展するのに伴って5
量に硬脆材料の需要が増大する傾向にある。
[Background of the invention] In recent years, with the development of solid-state physics and biological research, the demand for hard and brittle materials such as silicon, compound semiconductors, and crystal has increased rapidly, especially in the electronics industry. As research on vine ceramics progresses, 5
Demand for hard and brittle materials tends to increase in quantity.

従って、これらの硬脆材料を精度よくしかも高能率で機
械加工するための技術が必要となっており、そのような
加工技術の開発及び研究が進められている。
Therefore, there is a need for techniques for machining these hard and brittle materials with high precision and high efficiency, and development and research on such machining techniques is progressing.

硬脆材料に対する機械加工技術のうち、切断加工に関す
る研究開発は、大別すると遊離砥粒を使用する方法と、
砥粒を固定した工具を使用する方法と、の二つの路線に
沿って進められてきた。
Among the machining technologies for hard and brittle materials, research and development related to cutting can be roughly divided into methods using free abrasive grains, methods using free abrasive grains,
Progress has been made along two lines: the use of tools with fixed abrasive grains; and the use of tools with fixed abrasive grains.

遊離砥粒を使用する切断方法の中には、工具として極薄
帯鋼を使用する方法(マルチブレードソー)やワイヤー
を使用する方法(マルチワイヤーソー)があり、また、
砥粒付き工具を使用する切断方法の中には内周縁に刃を
有するリング状の回転刃を使用する方法(内周刃)や外
周縁に刃を有するディスク形の回転刃を使用する方法(
外周刃)及び砥粒付きワイヤーを使用する方ン去が知ら
れている。
Among cutting methods that use free abrasive grains, there are methods that use ultra-thin steel strips as tools (multi-blade saws) and methods that use wires (multi-wire saws).
Among the cutting methods that use abrasive tools, there is a method that uses a ring-shaped rotary blade with a blade on the inner periphery (inner peripheral blade) and a method that uses a disc-shaped rotary blade with a blade on the outer periphery (
A method using a peripheral blade) and a wire with abrasive grains is known.

遊離砥粒を使用する方法は一般的に被加工物の発熱が少
ないため、加工変質層を小さく抑えることができるが、
砥粒付籾工具を使用する方法にくらべて能率が悪く、ま
た大形の被加工物の切断には不向きであることが判明し
ている。
The method of using free abrasive grains generally generates less heat in the workpiece, so it is possible to keep the process-affected layer small; however,
It has been found that this method is less efficient than the method using an abrasive rice grain tool, and is not suitable for cutting large workpieces.

しかしながら、本発明者は遊離砥粒を使用する新形式の
マルチワイヤーソーやマルチブレードソーを開発して遊
離砥粒使用の切断に関して新境地を開拓することに成功
している。
However, the present inventor has developed a new type of multi-wire saw and multi-blade saw that use free abrasive grains, and has succeeded in pioneering new frontiers in cutting using free abrasive grains.

一方、砥粒付き工具を使用する切断方法は遊離砥粒な使
用する方法よりも切断能率がよく、特に、砥粒付きワイ
ヤーを使用する方法は大形の被加工物の切断に適してい
るため、砥粒付きワイヤー使用の大形切断装冒に関する
開発も進められている。
On the other hand, cutting methods that use tools with abrasive grains have better cutting efficiency than methods that use free abrasive grains, and in particular, methods that use wires with abrasive grains are suitable for cutting large workpieces. Development of large-sized cutting tools using abrasive wire is also underway.

砥粒付きワイヤーを使用する切断装置として最近、カリ
フォルニア工科大学とNASAとの共同開発によるFA
ST装置 (Fired Abrasive Slic
ingTechniqueの頭文字をとりたもの)が発
表されている。この装置は、砥粒付きワイヤーを取付け
た枠体を該ワイヤーの長平方向と平行に往復動させると
ともに、該ワイヤーとは直角な軸線を中心として揺動さ
れる被加工物取付台に被加工物を取付け、該被加工物に
該軸線を中心とする揺動運動を与えつつ該枠体を往復運
動させることによって切断を行うように構成されている
FA, which was jointly developed by the California Institute of Technology and NASA, has recently been developed as a cutting device that uses abrasive wire.
ST device (Fired Abrasive Slick
ingTechnique) has been announced. This device reciprocates a frame body to which an abrasive wire is attached parallel to the longitudinal direction of the wire, and also attaches a workpiece to a workpiece mount that swings about an axis perpendicular to the wire. is attached to the workpiece, and the frame is reciprocated while giving the workpiece a swinging motion about the axis to cut the workpiece.

このFAST装置は、この装置の開発以前に知られてい
た遊離砥粒使用の慣用的ワイヤーソー(たとえば仏SA
E社製)にくらべてはるかに切断能率がよく、従って大
形の被加工物の切断に適してしるという特徴を有してい
る。しかしながら、この装置では該枠体が大きくて質量
も大きいため、高速で砥粒付きワイヤーを往復動させる
ごとができず、しかも装置体積も大きく、且つ消費動力
も大きい、という欠点があった。
This FAST device is compatible with conventional wire saws using free abrasive grains that were known before the development of this device (for example, the French SA
It has a feature that it has much better cutting efficiency than the "E" type (manufactured by Company E), and is therefore suitable for cutting large workpieces. However, in this device, the frame is large and has a large mass, so it is not possible to reciprocate the abrasive wire at high speed, the device has a large volume, and has a large power consumption.

[発明の目的] この発明の目的は、前記FAST装置に内在する欠点を
排除した新規な構造の切断装置を提供することである。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a cutting device with a novel structure that eliminates the drawbacks inherent in the FAST device.

[発明の概要コ この発明のよる切断装置は、切断用ワイヤー(砥粒付き
ワイヤー)が枠体などに張設されておらず、しかも、そ
れ自身が長手方向に往復動するように構成されているの
で、切断用ワイヤーを前記FAST装置よりも長いスト
ロークを一定した高速度で往復動させることができると
ともに消費動力も前記FAST装置よりも少なくてすむ
、という長所を有している。
[Summary of the Invention] In the cutting device according to the present invention, the cutting wire (wire with abrasive grains) is not stretched around a frame or the like, and is configured to reciprocate in the longitudinal direction. This has the advantage that the cutting wire can be reciprocated at a constant high speed over a longer stroke than the FAST device, and it consumes less power than the FAST device.

本発明の切断装置では、回転のみ可能に設けられた少な
くとも一対の多溝滑車間に多数の切断用ワイヤーがそれ
自身、の長手方向に自由に移動しつるように巻回される
一方、該切断用ワイヤーと平行に配置されて常に一定方
向に連続的に循環移動される駆動用無端部材を有し、該
駆動用無端部材の連続循環移動を該切断用ワイヤーの長
手方向往復運動に変換する運動変換機構が該無端部材と
該切断用ワイヤーとの連結体として設けられていること
を特徴とするものである。本発明の装置では、該無端部
材の循環8動が該切断用ワイヤーを直接に往復動させる
ので、切断用ワイヤーともに往復動する可動部分の質玉
が前記FAST装置よりもはるかに小さく、従って、前
記FAST装百よりも長いストロークを一定した高速度
で切断用ワイヤーを往復動させることができるとともに
消費動力も小さくすることができ、しかも静かで振動の
少ない切断装置を実現することができる。
In the cutting device of the present invention, a large number of cutting wires are wound so as to move freely in the longitudinal direction between at least a pair of multi-groove pulleys that are provided so as to be rotatable. The cutting wire has an endless driving member that is arranged in parallel with the cutting wire and is always continuously cyclically moved in a fixed direction, and a movement that converts the continuous cyclical movement of the driving endless member into longitudinal reciprocating motion of the cutting wire. The present invention is characterized in that a conversion mechanism is provided as a connecting body between the endless member and the cutting wire. In the device of the present invention, the circular motion of the endless member directly reciprocates the cutting wire, so the size of the movable part that reciprocates together with the cutting wire is much smaller than in the FAST device, and therefore, The cutting wire can be reciprocated at a constant high speed with a longer stroke than the FAST system, and the power consumption can be reduced, and it is also possible to realize a cutting device that is quiet and has less vibration.

以下に示す本発明の一実施例では、該運動変換機構は、
該切断用ワイヤー(ダイヤモンドワイヤー)に固定され
て該ワイヤーとともに移動しうるスライダーと、該無端
部材(ホロービンチェーン)に固定されるとともに該ス
ライダーの案内溝(ガイド溝)内を該ワイヤーとは直角
方向に摺動しつるように該スライダーと係合しているス
ライダービンと、によって構成されている。
In one embodiment of the invention described below, the motion conversion mechanism is
A slider that is fixed to the cutting wire (diamond wire) and can move together with the wire, and a slider that is fixed to the endless member (hollow bin chain) and runs within the guide groove of the slider at right angles to the wire. a slider bin slidably engaged with the slider in the direction of the slider.

[発明の実施例] 以下に図面を参照して本発明の実施例について説明する
[Embodiments of the Invention] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図乃至第4図は、本発明切断装置の一実施例を示し
た概略図で、それぞれ側面図、平面図、正面図および外
観斜視図である。
1 to 4 are schematic diagrams showing one embodiment of the cutting device of the present invention, and are a side view, a top view, a front view, and an external perspective view, respectively.

図において、8はH型鋼材でつくられた長尺の基台で、
該基台8上には、所要の間隔をおいて支柱枠1ないし5
が固定立設され支柱枠1および2は天板6によって互い
に連結固定されるとともに支柱枠3.4および5は天板
7によって互いに連結されて全体として剛強なフレーム
構造を構成している。
In the figure, 8 is a long base made of H-shaped steel.
On the base 8, support frames 1 to 5 are placed at required intervals.
are fixedly erected, and the support frames 1 and 2 are connected and fixed to each other by the top plate 6, and the support frames 3, 4 and 5 are connected to each other by the top plate 7, thereby forming a strong frame structure as a whole.

支柱枠2の上端にお4dる天板6の中央位置に前後移動
調節自在に軸止め部材9.が配設され、該軸止め部材9
.に回転自在に支持された軸10゜の下端にはチェンス
ブロケット11.が固着されている。同様に支柱枠3の
上端における天板7の中央に軸止め部材92が配設され
、該軸止め部材92に回転自在に支持された軸102の
下端にはチェンスブロケット112がまた上端にはタイ
ミングプーリ122がそれぞれ固着されている。
A shaft stopper member 9 is located at the center of the top plate 6, which is located 4d at the upper end of the support frame 2, and can be moved back and forth freely. is arranged, and the shaft stopper member 9
.. At the lower end of the shaft 10°, which is rotatably supported by is fixed. Similarly, a shaft stopper member 92 is arranged at the center of the top plate 7 at the upper end of the support frame 3, and a chain block 112 is installed at the lower end of the shaft 102 rotatably supported by the shaft stopper member 92, and at the upper end thereof. Timing pulleys 122 are each fixed.

支柱枠4および5の間の天板7の下面にはプリントモー
タ13が固定配設され、天板7の上面に突出するモータ
軸上端にはタイミングプーリ121が固着されている。
A print motor 13 is fixedly disposed on the lower surface of the top plate 7 between the support frames 4 and 5, and a timing pulley 121 is fixed to the upper end of the motor shaft protruding from the upper surface of the top plate 7.

前記チェンスブロケット11..112間にはホローピ
ンチエン14がエンドレスに掛は回わされるとともに前
記タイミングプーリ12..12□間にはタイミングベ
ルト15が掛は回わされている。前記エンドレスに掛は
回わされたホローピンチエン14の一箇所には下向きに
スライダーピン16が突設されている。
Said chain brocket 11. .. A hollow pinch chain 14 is endlessly hooked and rotated between the timing pulley 12. .. A timing belt 15 is looped between 12□. A slider pin 16 is provided to protrude downward from one location of the endlessly turned hollow pinch chain 14.

前記ポローピンチエン14の走行部位の下方位置におい
て第2図に明示される如く支柱枠1.4間にわたって2
木のガイドシャフト20.20が平行に設置され、これ
らのガイドシャフト20.20にはスライダー17が摺
動自在に嵌挿されている。
At the lower position of the traveling part of the pollau pinch chain 14, as shown in FIG.
Wooden guide shafts 20.20 are installed in parallel, and the slider 17 is slidably inserted into these guide shafts 20.20.

スライダー17の上面にはホローピンチエン14の走行
方向と直交する方向にガイド溝18が設けられ、このガ
イド溝18には前記スライダーピン16が摺動自在に係
合さねる。またスライダー17の下面には多数本のダイ
ヤモンドワイヤー21.21・・・を所要の間隔をもっ
て平行に緊張取付けるためのワイヤー取付板19が固定
されている。
A guide groove 18 is provided on the upper surface of the slider 17 in a direction perpendicular to the running direction of the hollow pin chain 14, and the slider pin 16 is slidably engaged with this guide groove 18. Further, a wire mounting plate 19 is fixed to the lower surface of the slider 17 for tensioning a large number of diamond wires 21, 21, . . . in parallel at required intervals.

支柱枠1には、ブラケット221を介して上下に多溝滑
車231 、23□が取付は配設され同じく支柱枠4に
はブラケット222を介して上下に多溝滑車234.2
33が取付は配設されている。ダイヤモンドワイヤーは
、−例をあげると直径0.1〜0.3 mmのピアノ線
ワイヤー表面に粒径40〜60μmのダイヤモンド砥粒
な銅またはニッケルで電着したもので、本実施例におい
て、かかるダイヤモンドワイヤー21の多数本を、それ
ぞれ一端を前記スライダー17の下面にあるワイヤー固
定用の取付板19に止着し、前記多溝滑車231.23
2.233 、234に掛は回わした後、他端を前記ワ
イヤー取付板19に設けた緊締具にて緊締固定して取付
けられ、各ダイヤモンドワイヤー21.21・・・間の
間隔はスライシング切断すべき硬脆材料の厚みに合せて
セットされる。
Multi-groove pulleys 231 and 23□ are installed on the support frame 1 at the top and bottom via brackets 221, and multi-groove pulleys 234.2 are installed on the support frame 4 at the top and bottom via brackets 222.
33 is installed. The diamond wire is, for example, a piano wire wire with a diameter of 0.1 to 0.3 mm, on which diamond abrasive copper or nickel with a grain size of 40 to 60 μm is electrodeposited; A large number of diamond wires 21 are each fixed at one end to the wire fixing mounting plate 19 on the lower surface of the slider 17, and the multi-groove pulleys 231.23
2. After turning the hooks around 233 and 234, the other ends are tightened and fixed using a tightening tool provided on the wire mounting plate 19, and the intervals between each diamond wire 21, 21... are cut by slicing. It is set according to the thickness of the hard and brittle material to be used.

ダイヤモンドワイヤー21.21・・・の下刃走行部が
通過し得るように基台8上間隔をおいて支持枠24.2
5が立設固定され、これら支持枠24.25の上端は2
木のシャフト26.26により剛固に連結されている。
Support frames 24.2 are spaced apart above the base 8 so that the lower blade running parts of the diamond wires 21.21... can pass through.
5 is fixed upright, and the upper ends of these support frames 24 and 25 are 2
It is rigidly connected by a wooden shaft 26.26.

また、前記シャフト26.26にはダイヤモンドワイヤ
ー21.21・・・の走行方向に間隔をおいてブラケッ
ト27..27□が取付は固定され、これらブラケット
270.272にはそれぞれダイヤモンドワイヤー21
.21・・・の下刃走行部を受りる一定ビッヂに切溝を
つけたワイヤー受は多溝滑車28..28゜が取イ]け
られている。
Further, the shafts 26.26 are provided with brackets 27. at intervals in the running direction of the diamond wires 21.21. .. 27□ is fixed, and each of these brackets 270 and 272 has a diamond wire 21
.. 21... The wire receiver with a cut groove on the fixed bit that receives the lower blade running part is a multi-groove pulley 28. .. 28° has been taken.

前記ワイヤー受は多溝滑車281.282間の下方位看
に加工台30を備えた加工台揺動装置29が配置される
。該加工台揺動装置29は、第6図に示すように加工台
30と一体の揺動軸31を揺動自在に支承するフレーム
ボックス32を備え、該フレームボックス32には減速
機イ」モータ33、該モータ33の回転を加工台30の
揺動運動に変換するためのリンク34..34. 、3
4.lを備えている。さらに加工台揺動装置29は、ク
ロスローラウェイ35(第3図参照)によって上下方向
に案内されるとともに第1図に図示の如くプーリ36、
 、382 に掛は回したワイヤーロープ37によって
バランスウェイト38に連結され、該バランスウェイト
38の重量調節によって加工圧力を調節し得るように構
成されている。
In the wire receiver, a processing table swinging device 29 equipped with a processing table 30 is disposed in a downward direction between the multi-groove pulleys 281 and 282. As shown in FIG. 6, the processing table swinging device 29 includes a frame box 32 that swingably supports a swing shaft 31 integrated with the processing table 30, and the frame box 32 includes a reduction gear and a motor. 33, a link 34 for converting the rotation of the motor 33 into a swinging motion of the processing table 30. .. 34. ,3
4. It is equipped with l. Furthermore, the processing table swinging device 29 is guided in the vertical direction by a cross roller way 35 (see FIG. 3), and a pulley 36 as shown in FIG.
, 382 are connected to a balance weight 38 by a twisted wire rope 37, and the machining pressure can be adjusted by adjusting the weight of the balance weight 38.

前記加工台30は、前記ワイヤー受は多溝滑車2B、 
、 2B□の中央位置下方に臨ませられ、該加工台30
上には、例えばシリコン・インゴットなどの硬脆材料か
らなる被加工材Mが強固に取付は固定される。前記シリ
コン・インゴットは通常円柱体をなすので、切断加工時
の縁割れを防止するため、シリコン・インゴットの外側
を微細なガラス粉と接着剤でポンディングし、図示のよ
うに断面方形の被加工材Mに形成されている。加工台3
0を揺動させるために、第7図に線図として示す4節回
転リンク機構を用いてもよい。
In the processing table 30, the wire receiver is a multi-groove pulley 2B,
, facing below the center position of 2B□, and the processing table 30
A workpiece M made of a hard and brittle material such as a silicon ingot is firmly attached and fixed on top. The silicon ingot usually has a cylindrical shape, so in order to prevent edge cracking during cutting, the outside of the silicon ingot is pounded with fine glass powder and adhesive to form a workpiece with a rectangular cross section as shown in the figure. It is formed of material M. Processing table 3
In order to swing 0, a four-bar rotational linkage shown diagrammatically in FIG. 7 may be used.

ダイヤモンドワイヤー21による被加工物Mの切断加工
部位には、該ワイヤーの寿命を延ばし加工能率を向上さ
せるため、切断加工中、加工液供給ノズル39より常時
一定量の軽油等の工作液を供給する。この場合工作液の
飛散防止のためワイヤー受は多溝滑車2B、 、28゜
の周辺にカバー(不図示)を設けるとともに工作液の回
収装置(不図示)を併設する。
During the cutting process, a constant amount of working fluid such as light oil is constantly supplied to the cutting area of the workpiece M by the diamond wire 21 from a working fluid supply nozzle 39 in order to extend the life of the wire and improve processing efficiency. . In this case, in order to prevent the working fluid from scattering, the wire receiver is provided with a cover (not shown) around the multi-groove pulleys 2B, 28°, and a working fluid recovery device (not shown).

次に前記の如き構成の切断装置において、被加工材Mを
切断する場合の操作および装置各部の作動について説明
する。
Next, the operation when cutting the workpiece M and the operation of each part of the cutting apparatus having the above-mentioned structure will be explained.

プリントモータ13は、その駆動回転をタイミングベル
ト15およびチェンスブロケット11..112を介し
てホローピンチエン14に伝え、該チェノ14第5図の
を図示矢印に示す如く一方向に走行させる。該チェノ1
4の一箇所に取付けられているスライダービン16はス
ライダー17のガイド溝18に係合しているので、スラ
イダービン16が左方向走行する側にあるときはスライ
ダー17を連行して左方へ走行させ、同じく右方向走行
する側にあるときは、スライダー17を連行して右方へ
走行させる。スライダー17には、これに固定されてい
るワイヤー取付板19に多数本のダイヤモンドワイヤー
21.21・・・の各両端部が止着されているので、こ
れらのダイヤモンドワイヤー21.21・・・はスライ
ダー17の往復走行と完全に同期して一斉に往復走行す
る。
The print motor 13 is rotated by a timing belt 15 and a chain brocket 11. .. 112 to the hollow pinch chain 14, which causes the hollow pinch chain 14 in FIG. 5 to run in one direction as shown by the arrow in the figure. The Cheno 1
The slider bin 16 attached to one location of the slider 17 engages with the guide groove 18 of the slider 17, so when the slider bin 16 is on the leftward traveling side, the slider 17 is carried along with the slider 17 and travels leftward. Similarly, when the vehicle is on the rightward traveling side, the slider 17 is taken along with it and is caused to travel rightward. On the slider 17, both ends of a large number of diamond wires 21, 21... are fixed to the wire mounting plate 19 fixed to the slider 17, so these diamond wires 21, 21... They reciprocate all at once in complete synchronization with the reciprocating movement of the slider 17.

この場合モータ13の一方向回転でホローピンチ14は
第5図に矢印で示す一方向に連続走行するが、スライダ
ービン16がスライダー溝18に係合されているので、
スライダービン16がチェンスプロケッtll+ また
は112のまわりを回るときにスライダー17は走行方
向を変えて往復走行を行なう。スライダー17の往復速
度、したがって所要のピッチ間隔で張設されている多数
本のダイヤモンドワイヤー21.21・・・の往復速度
の調節はモータ13に取付けられている回転数調節ダイ
ヤルで行ない、被加工材Mに応じて任意の速度を選定す
ることかでき、最大330m/minのワイヤー速度を
出すことが可能である。
In this case, as the motor 13 rotates in one direction, the hollow pinch 14 continuously travels in one direction as shown by the arrow in FIG.
When the slider bin 16 rotates around the chain sprocket tll+ or 112, the slider 17 changes its running direction and moves back and forth. The reciprocating speed of the slider 17, and therefore the reciprocating speed of the multiple diamond wires 21, 21... stretched at required pitch intervals, is adjusted using the rotation speed adjustment dial attached to the motor 13. Any speed can be selected depending on the material M, and a maximum wire speed of 330 m/min can be achieved.

加工台揺動装置29による加工台30の揺動運動は、モ
ータ33に直結されたリンク34.を60〜600r、
p、mで回転させることによって、それの回転運動をリ
ンク342で往復運動に変換し、加工台30と一体の@
31に直結したリンク343に伝達する。
The swinging motion of the processing table 30 by the processing table swinging device 29 is achieved by a link 34. directly connected to a motor 33. 60~600r,
By rotating it at p and m, the rotational motion of it is converted into reciprocating motion by the link 342, and @ integrated with the processing table 30 is
The information is transmitted to a link 343 directly connected to 31.

それによって、リンク34.は第6図の図示矢印の方向
に円弧を描くように揺動する。このリンク34.の揺動
運動に合わせて加工台30上に固定した被加工物Mがダ
イヤモンドワイヤー21の走行方向に1〜10Hzで揺
動する。
Thereby, link 34. swings in a circular arc in the direction of the arrow shown in FIG. This link 34. The workpiece M fixed on the processing table 30 swings in the running direction of the diamond wire 21 at a frequency of 1 to 10 Hz in accordance with the swinging movement.

ワイヤー受は多溝滑車281.282間において走行す
る多数本のダイヤモンドワイヤー21.21・・・に対
する、被加工材Mの押付は力すなわち加工荷重は、バラ
ンスウェイト38の重量を調節することによって任意の
値をとり得るが、被加工材Mに応じてワイヤー1本当り
1.5〜4.ONの加工荷重を選定することができる。
The wire receiver is a force for pressing the workpiece M against a large number of diamond wires 21, 21... running between multi-groove pulleys 281, 282, that is, a machining load can be adjusted arbitrarily by adjusting the weight of the balance weight 38. However, depending on the workpiece M, the value can be 1.5 to 4.0 per wire. ON machining load can be selected.

被加工材M切断加工が進行中の状態を示す第8図におい
て、 被加工物Mの揺動半径・・・r 同 揺動角・・・0 ワイヤーたわみ角・・・φ 同 たわみ巾・・・△ ワイヤー受多溝滑車車間距離・・・2A被加工物とワイ
ヤーの接触長さ・・・℃とすると、 △ θ雪2φ= 2 jan−’  (−)      ・
・・(2)式(1)と(2)より となり、被加工物とワイヤーの接触長さは式(3)より
求められる。そしてこの接触長さ℃は被加工物Mのワイ
ヤ一方向幅Wよりも短い。つまり被加工物Mは、切断加
工時において、被加工物の接触長さを減少させ、それに
よって、ワイヤーの接触長さ当りの加工圧が大きくなり
加工能率の増加をもたらす。また、このように被加工物
を揺動させることによって加工液と共に切粉の排出が容
易となり、加工能率の増加のみならず加工液の冷却作用
と相まってワイヤーの寿命の増大をもたらすことが可能
となる。
In Fig. 8, which shows the state in which the cutting process of the workpiece M is in progress, the swing radius of the workpiece M...r The same Swing angle...0 The wire deflection angle...φ The same Deflection width...・△ Distance between wire receiving groove and pulley... 2A Contact length between workpiece and wire...℃, then △ θ snow 2φ= 2 jan-' (-) ・
...(2) From equations (1) and (2), the contact length between the workpiece and the wire is determined from equation (3). This contact length °C is shorter than the width W of the workpiece M in one direction of the wire. In other words, the workpiece M reduces the contact length of the workpiece during cutting, thereby increasing the processing pressure per wire contact length, resulting in an increase in processing efficiency. In addition, by rocking the workpiece in this way, it becomes easier to discharge the cutting chips along with the machining fluid, which not only increases machining efficiency but also increases the life of the wire due to the cooling effect of the machining fluid. Become.

[発明の効果] 以上に説明したように、本発明の切断装置では、切断用
ワイヤーを直接に往復動させるように構成されているの
で切断用ワイヤーとともに8動する可動部の質量が公知
のFAST装置にくらべて極めて小さく、従って公知の
FAST装置にくらべて切断用ワイヤーを方向の切換え
が行なわれる両端部位を除く部位では一定した高速度で
往復動させることができるとともに消費動力もはるかに
少なくてすみ、また、装置体積も小さくすることができ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, in the cutting device of the present invention, since the cutting wire is configured to directly reciprocate, the mass of the movable part that moves together with the cutting wire is equal to that of the known FAST. It is extremely small compared to the known FAST device, and therefore, compared to the known FAST device, the cutting wire can be reciprocated at a constant high speed except for the ends where the direction is changed, and it consumes far less power. Furthermore, the volume of the device can also be reduced.

すなわち本発明によれば、公知のFAST装置にくらべ
て、切断用ワイヤーを高速駆動できるとともに動力消費
が少なくてすみ、且つ小型で振動の少ない切断装置が提
供される。
That is, the present invention provides a cutting device that can drive the cutting wire at high speed, consumes less power, is smaller, and generates less vibration than the known FAST device.

なお、前記実施例に示したスライダーとスライダービン
とによる運動変換機構以外にも同じ機能を有する運動変
換機構を用いることができることは当然である。また、
被加工物を切断用ワイヤーに圧接させるための附勢手段
として、重錘ばかりでなく、ばねや圧力流体などの力を
利用したもののほかに、コンピュータ制御による附勢手
段を用い得ることは明らかである。
It goes without saying that a motion conversion mechanism having the same function can be used in addition to the motion conversion mechanism using the slider and slider bin shown in the above embodiment. Also,
It is clear that as a biasing means for pressing the workpiece against the cutting wire, in addition to using a force such as a weight, a spring, or a pressurized fluid, computer-controlled biasing means can also be used. be.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明切断装置の一実施例の概略側面図、第2
図は同平面図、第3図は同正面図、第4図は同外観斜視
図、第5図はマルチワイヤー走行駆動の説明図、第6図
は加工台揺動装置の一例を示す外観斜視図、第7図は加
工台の揺動に用いる4筒回転リンク機構の説明図、第8
図は被加工物とワイヤーの接触長さの説明図である。 1〜5・・・支材枠    6,7・・・天板8・・・
基台       9.、9.・・・軸止め部材10、
、102・・・軸 11、、112・・・ヂエンスブロケット12)、12
2・・・タイミングプーリ13・・・プリントモータ 
 14・・・ホローピンチエン15・・・タイミングベ
ルト 16・・・スライダービン17・・・スライダー
    18・・・ガイド溝19・・・ワイヤー取付板
  20・・・ガイドシャフト21・・・ダイヤモンド
ワイヤー 221、222・・・ブラケッl−23,〜234・・
・多溝滑車24.25・・・支柱枠    26・・・
シャフト27、、27.・・・ブラケット 28、、282・・・ワイヤー受多溝滑車29・・・加
工台揺動装置  30・・・加工台31・・・揺動軸 
     32・・・フレームボックス33・・・モー
タ      34□〜343・・・リンク35・・・
クロスローラウェイ 36、、362・・・プーリ   37・・・ワイヤー
ロープ38・・・バランスウェイト 39・・・加工液
供給ノズル第8図 第7図
Fig. 1 is a schematic side view of one embodiment of the cutting device of the present invention;
3 is a front view of the same, FIG. 4 is an external perspective view of the same, FIG. 5 is an explanatory diagram of the multi-wire traveling drive, and FIG. 6 is an external perspective view showing an example of the processing table swinging device. Figure 7 is an explanatory diagram of the four-cylinder rotation link mechanism used for swinging the processing table, Figure 8
The figure is an explanatory diagram of the contact length between the workpiece and the wire. 1 to 5... Support frame 6, 7... Top plate 8...
Base 9. ,9. ...shaft stopper member 10,
, 102... shaft 11, , 112... diens brocket 12), 12
2...Timing pulley 13...Print motor
14... Hollow pinch chain 15... Timing belt 16... Slider bin 17... Slider 18... Guide groove 19... Wire mounting plate 20... Guide shaft 21... Diamond wire 221 , 222...Bracket l-23,~234...
・Multi-groove pulley 24.25... Support frame 26...
Shafts 27, 27. ... Bracket 28,, 282 ... Wire receiver multi-groove pulley 29 ... Processing table swinging device 30 ... Processing table 31 ... Swing axis
32...Frame box 33...Motor 34□~343...Link 35...
Cross roller way 36, 362...Pulley 37...Wire rope 38...Balance weight 39...Machining fluid supply nozzle Fig. 8 Fig. 7

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに隔置された少なくとも一対の多溝滑車に巻
回されて長手方向に往復駆動される多数の切断用電着ダ
イヤモンドワイヤーと、該切断用ワイヤーと平行に配置
されるとともに駆動スプロケットと被動スプロケットと
に巻回されて該駆動スプロケットにより常に一定方向に
連続的に循環移動される駆動用無端部材と、 該駆動用無端部材の一方向連続循環移動を該切断用ワイ
ヤーの往復運動に変換する運動変換機構と、 被加工物を支持する加工台と、該被加工物を該切断用ワ
イヤーに所定圧力で圧接させるように該加工台を該切断
用ワイヤーに向って附勢している加工台附勢手段と、該
被加工物を該切断用ワイヤーに直角な軸線を中心として
揺動させるように該加工台を該軸線を中心として揺動さ
せる加工台揺動装置と、を有して成る電着ダイヤモンド
ワイヤーによる硬脆材料の切断装置。
(1) A large number of cutting electrodeposited diamond wires wound around at least one pair of multi-groove pulleys spaced apart from each other and driven reciprocally in the longitudinal direction, and a driving sprocket arranged parallel to the cutting wires. an endless driving member that is wound around a driven sprocket and is always continuously circulated in a fixed direction by the driving sprocket; and converting the continuous unidirectional circular movement of the endless driving member into reciprocating motion of the cutting wire. a processing table that supports a workpiece; and a processing table that urges the processing table toward the cutting wire so as to press the workpiece against the cutting wire at a predetermined pressure. and a processing table swinging device for swinging the processing table about the axis so as to swing the workpiece about the axis perpendicular to the cutting wire. A device for cutting hard and brittle materials using electrodeposited diamond wire.
(2)特許請求の範囲第1項において、該運動変換機構
が、該切断用ワイヤーに対して直角な方向の案内溝を有
するとともに該切断用ワイヤーに取付けられて該切断用
ワイヤーとともに移動しうるスライダーと、該駆動用無
端部材に固定されるとともに該案内溝に係合して該案内
溝内を摺動可能なスライダーピンと、によって構成され
ていることを特徴とする電着ダイヤモンドワイヤーによ
る硬脆材料の切断装置。
(2) In claim 1, the motion conversion mechanism has a guide groove in a direction perpendicular to the cutting wire, and is attached to the cutting wire so as to move together with the cutting wire. A hard-brittle material made of electrodeposited diamond wire, comprising a slider and a slider pin that is fixed to the endless drive member, engages with the guide groove, and can slide within the guide groove. Material cutting equipment.
JP23581086A 1986-10-03 1986-10-03 Cutting device for hard and brittle material by electro-deposited diamond wire Pending JPS6393558A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008068332A (en) * 2006-09-12 2008-03-27 Abe Tekkosho:Kk Wire saw
CN103407007A (en) * 2013-07-19 2013-11-27 镇江环太硅科技有限公司 Winding tool
CN107053506A (en) * 2017-05-08 2017-08-18 常州飞宇电力设备有限公司 A kind of efficient diamond cutting line slicing machine

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JPS5775765A (en) * 1980-10-30 1982-05-12 Toshiba Corp Cutting method for wire made of hard fragil member

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