专利名称：一种单线切割设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单线切割设备，尤其是一种适用于切割蓝宝石的单线切割设备。
背景技术：
单晶蓝宝石是一种物理特性、机械忒性和化学特性独特组合的优良材料。由其制成的产品广泛应用于医疗仪器，环保设备、激光设备、高真空测试设备等。此外，蓝宝石衬底还是生产LED芯片的理想的原材料。由于蓝宝石表面特别硬，莫氏硬度为9级，所以除了金刚石之外，几乎没有任何物质能在其表面能产生划痕，这也使得蓝宝石的切割需要更高的技术要求。切割蓝宝石最早采用的是外圆切割技术。外圆切割技术是将金刚石通过电镀或者陶瓷烧结附着在一块巨大的圆形刀片的外周上，通过刀片的高速旋转带动金刚石与蓝宝石的摩擦从而达到切割的目的。外圆切割技术存在的问题是，外圆刀片的刚性差，刀口摆动量难以控制，刀口很宽，导致切割的刀缝很宽，从而使得被加工的材料大大的浪费，同时，随着加工产品的厚度越来越薄，外圆刀难以切出很薄的晶片。由于外圆切割存在多种缺点，内圆切割技术应运而生。内圆切割技术具有切片精度高、成本低等优点。但内圆切割也存在缺点1)晶片表面的损伤层较厚，难以满足产品在某些高要求的领域的应用。2)对于不规则的异形件，内圆切割技术需要定制合适的夹具，增加了加工的困难。线切割技术是新一代切割硬脆材料的加工技术，它的原理是通过高速运动的钢丝带动附着在钢丝上的切割磨料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割的目的。与传统的刀锯切割相比，线切割技术具有材料损耗少，精度高的优点。包括单线切割和多线切割两种方式。单线切割具有加工简单，成本低廉的独特优势；多线切割具有切割效率高的优势。应用多线切割的条件是被切工件的外形必须为规则形状，如圆柱形、长方形等，如果应用于切割不规则材料时，由于线网中各个钢丝接触材料的高度和面积均不相同，会引起切割线网的切割压力不同，进而引起线网的不稳定，甚至断线。因此，在将大尺寸的晶锭剖方，以及将不规则形状的蓝宝石加工成规则方形材料时，只能使用单线切割技术。现有的单线切割设备结构如图I所示，由绕线机构和切割平台组成，从上至下包括收放线轮、张力轮和导轮，其中，张力轮调节金刚线张力，导轮形成切割操作面，收放线轮置于设备的上部，收放线轮配有电机等位置调节装置，通过收放线轮的前后位置调整来收放线。该类装置存在以下不足
首先，该设备的收放线轮太小，金刚线的排线距离只有25mm，线轮的直径只有100mm， 对于直径250um的金刚线只能装载2km。金刚线的排线间距只有O. 3mm,由于排线间距非常小，金刚线在线轮上排线时相互挤压，容易造成金刚石的脱落。在实际的切割过程中，我们发现金刚线的切割能力下降的非常快，经显微镜观察，电镀金刚线表面的金刚石脱落严重。金刚石的脱落大大的降低了金刚线的切割能力，增加了产品的加工成本。此外，在同样的加工条件下，该设备切出来的产品表面的线痕非常深， 原因是该设备不能设置较大的张力，导致在切割过程中金刚线不能很好的在一个方向进行下降切割。再者，线轮的装载线的长度有限，需要经常更换新线，难以满足连续加工的要求， 降低了生产效率。其次，该设备的收放线轮由于复杂的位置调节装置所限，一个绕线机构只能带动一个切割平台，因此工作效率较低，为提高工作效率，只能配备多台单线切割机，造成切割成本的上升。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种单线切割设备，使用一套绕线机构带动多个独立平台的方式，由于绕线机构为设备的大部分成本所在，因此大大降低了切割成本；使用独立的绕线机构，并采用大直径收放线轮，大大增加了金刚线装载量，进一步减低了成本；增大了金刚线的排线间距，避免金刚石排线过密而引起的金刚石脱落。本发明的具体技术路线是
一种单线切割设备，主要由绕线机构和切割平台构成，金刚线装载于绕线装置的收放线轮中，经张力轮调节张力后，送至切割平台的导轮间作往复运动，实现对切割平台上产品的切割，其特征在于所述切割平台包含两个或两个以上的独立平台，所有独立平台皆由同一台绕线装置带动。通过这样的一拖多形式，节省了成本，大大提高了工作效率。所述切割平台的侧部设有一独立的绕线机构，其收放线轮内的金刚线通过滑轮组调节走线方向，并通过设置于绕线机构底部的张力轮调节张力后，送至切割平台的导轮间作往复运动。通过上述改进，克服了绕线机构与切割平台置于同一厢体内限制，有利于降低成本和提高效率。所述独立平台包括调节金刚线走线方向的滑轮、移动式导轮组和工作台，所述独立平台间设有提供附加动力的主动轮。通过主动轮的动力补充，避免由于使用单一绕线机构带动多个独立平台带来的切割动力缺失的不足。所述两个或两个以上的独立平台所包含的所有滑轮和导轮组均在同一平面上。避免多个平面造成的走线扭曲，从而避免金刚线扭曲引起的金刚石脱落。所述绕线机构的收放线轮配设移动式排线器，通过排线器的移动实现金刚线在收放线轮上的排线。克服了现有技术收放线轮需配备位置调节装置的不足，降低了绕线机构的制造成本，节约了能源。所述收放线轮的直径为20(T300mm，排线间距为O. 6 2mm。较优地为直径230mm，排线间距I. 2mm，在此条件下，能有效地避免金刚石在绕线的过程中的相互摩擦挤压造成的金刚石脱落，金刚线的切割能力大大增强。并且从切割后的产品表面来看，改进后的设备切割所造成的产品表面线痕明显变浅，可以减少在后续磨削过程中的材料磨削量，减少了材料的浪费。
图I为现有技术单线切割设备的结构示意图。
图2为本发明一拖多单线切割设备结构示意图。图3为本发明一拖多单线切割设备(分体式)结构示意图。图4为改造后的单线切割设备结构示意图。其中，绕线机构1，切割平台2，切割工件3，放线机构4，收线机构5，主动轮6，收线轮10，放线轮11，排线装置12，张力轮13，导轮组14，滑轮15，独立平台200，独立平台 201，独立平台202。
具体实施例方式以下结合附图对本实用新型做进一步的描述。如图2-图4所示，单线切割设备包括绕线机构I和切割平台2，绕线机构2包括收线轮10、放线轮11、滑轮组14和张力轮13。切割平台2包括3个独立平台(独立平台200、 独立平台201、独立平台202)，独立平台间可根据需要设置滑轮或主动轮6。如图2所示，在第二个独立平台与第三个独立平台之间是一个主动轮6，给金刚线提供一定的辅助动力，避免切割动力缺失。如图3所示，本设备与图2不同的是绕线机构为分体式结构，左边是绕线机构的放线机构4，金刚线绕过三个独立平台后进入右侧的收线机构5，该设计能缩短金刚线的行程，减少动能的损失。在实际切割过程中，金刚线是在收放线轮之间作往复运动，实现切割的目的。与传统的单线切割机构相比，本设计能节省两个绕线机构，而收放线装置又是单线切割机的主要成本之一，因此改进后的设备不仅能大大的减少设备的成本，还能减少能耗，降低生产成本。如图4所示，如果因条件所限，只需要一台单线切割设备，可采用如图所示结构， 提闻线装载量，提闻了生广效率。
权利要求
1.一种单线切割设备，主要由绕线机构和切割平台构成，金刚线装载于绕线机构的收放线轮中，经张力轮调节张力后，送至切割平台的导轮间作往复运动，实现对切割平台上产品的切割，其特征在于所述切割平台包含两个或两个以上的独立平台，所有独立平台皆由同一台绕线装置带动。
2.根据权利要求I所述的单线切割设备，其特征在于所述切割平台的侧部设有一独立的绕线机构，其收放线轮内的金刚线通过滑轮组调节走线方向，并通过设置于绕线机构底部的张力轮调节张力后，送至切割平台的导轮间作往复运动。
3.根据权利要求I所述的单线切割设备，其特征在于所述独立平台包括调节金刚线走线方向的滑轮、移动式导轮组和工作台，所述独立平台间设有提供附加动力的主动轮。
4.根据权利要求I所述的单线切割设备，其特征在于所述两个或两个以上的独立平台所包含的所有滑轮和导轮组均在同一平面上。
5.根据权利要求I所述的单线切割设备，其特征在于所述绕线机构的收放线轮配设移动式排线器，通过排线器的移动实现金刚线在收放线轮上的排线。
6.根据权利要求I所述的单线切割设备，其特征在于所述收放线轮的直径为 200 300臟，排线间距为O. 6 2mm。
全文摘要
本发明涉及一种单线切割设备，尤其是一种适用于切割蓝宝石的单线切割设备。主要由绕线机构和切割平台构成，金刚线装载于绕线装置的收放线轮中，经张力轮调节张力后，送至切割平台的导轮间作往复运动，实现对切割平台上产品的切割，其特征在于所述切割平台包含两个或两个以上的独立平台，所有独立平台皆由同一台绕线装置带动。通过这样的一拖多形式，节省了成本，大大提高了工作效率。使用一套绕线机构带动多个独立平台的方式，由于绕线机构为设备的大部分成本所在，因此大大降低了切割成本；使用独立的绕线机构，并采用大直径收放线轮，大大增加了金刚线装载量，进一步减低了成本；增大了金刚线的排线间距，避免金刚石排线过密而引起的金刚石脱落。
文档编号B28D5/04GK102581969SQ201210046970
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者吴云才, 袁得运, 邹维 申请人:浙江上城科技有限公司