立式环线金刚石切割设备制造技术

本发明专利技术提供了一种立式环线金刚石切割设备，包括机床支撑部分、工件进给系统、金刚石线切割机构，所述金刚石线切割机构包括环形电镀金刚石切割线、主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮，所述环形电镀金刚石切割线套在主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮上环绕；工件安装在工件装夹台上，通过工件自动进给系统和工件手动进刀系统实现工件的X向和Y向的进给，通过主动轮电机带动主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮转动，使环形电镀金刚石切割线转动，实现切割。本发明专利技术的立式环线金刚石切割设备结构简单、切割精度高、电镀金刚石锯丝运丝速度更快、运行更平稳、更低的亚表面损伤。

Vertical ring diamond cutting equipment

The invention provides a vertical ring diamond cutting device, including a machine tool support part, a workpiece feed system and a diamond wire cutting mechanism. The diamond wire cutting mechanism includes a circular electroplated diamond cutting line, an active polyurethane wire wheel and a driven polyurethane wire wheel. The ring electroplated diamond cutting line is set in the main body. The movable polyurethane wire wheel and the driven polyurethane wire wheel are encircled, the workpiece is installed on the workpiece clamp table, the workpiece's X direction and Y direction feed is realized through the automatic feed system of the workpiece and the manual feed system of the workpiece, and the active wheel motor drives the active polyurethane wire wheel and the driven polyurethane wire wheel to make the circular electroplated diamond cutting line. Turn, realize cutting. The vertical ring diamond cutting equipment of the invention has the advantages of simple structure, high cutting precision, faster wire transport speed, more stable operation and lower subsurface damage.

【技术实现步骤摘要】
立式环线金刚石切割设备
本专利技术属于一种新型切割机床，具体涉及一种立式环线金刚石切割设备，是一种体型更轻盈、精密环形电镀金刚石切割设备。
技术介绍
随着光学行业、IT产业等的发展，对于高精度、高质量的硬脆材料元器件需求越来越大，同时也对硬脆材料的精密制造提出了尺寸更小、厚度更薄的要求。在许多新型材料的加工中，尤其是切割硬脆材料时具有很大的难度，而通常切割作为加工元件的第一道工序，其质量的好坏对后续加工起着决定性作用。在切割加工技术的发展中，出现了带锯、圆片锯、线锯等，而线锯中的金刚石环线锯凭借切割线速度高、锯丝利用率高、出材率高、环境污染小等优势，被广泛用于现在的切割加工中。然而现有的环形电镀金刚石切割设备大多体积大，导致成本高、机体结构复杂，同时占地面积大，在切割时，机体振动大，影响切割的精度。在单切缝/小批量生产时没有高精度环形电镀金刚石切割机床，采用圆锯片和带锯切削力大亚表面损伤严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种立式环线金刚石切割设备，旨在克服现有硬脆材料切割机床的体形大、切割面形精度较低、亚表面损伤严重等不足。本专利技术的立式环线金刚石切割设备结构简单、切割精度高、电镀金刚石锯丝运丝速度更快、运行更平稳、更低的亚表面损伤。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：立式环线金刚石切割设备，包括：机床支撑部分，所述机床支撑部分包括床身，床身的底座内部开有环形槽，床身底座上方后侧装有立柱，用以支撑零部件；工件进给系统，所述工件进给系统位于床身底座上方前侧，所述工件进给系统包括工件自动进给系统和工件手动进刀系统；其中，所述工件自动进给系统包括X向工作台，X向工作台下方与一对X轴向导轨滑动连接，X轴向导轨与床身连接，X向工作台通过滚珠丝杠副和联轴器连接X轴驱动伺服电机，通过X轴驱动伺服电机带动X向工作台实现X向进给运动；所述工件手动进刀系统包括工件装夹台，所述工件装夹台安装在X向工作台上，工件装夹台通过Y轴丝杠螺母副连接Y轴手轮，通过旋转Y轴手轮使工件装夹台实现Y轴方向的进给；金刚石线切割机构，所述金刚石线切割机构包括环形电镀金刚石切割线、主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮，所述环形电镀金刚石切割线套在主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮上环绕；其中，所述主动聚氨酯线轮安装在立柱的上端，具体的是，立柱的上端安装有主动轮主轴，主动轮主轴上一端安装主动聚氨酯线轮，另一端通过联轴器连接主动轮电机；所述从动聚氨酯线轮设置在床身的环形槽内，环形槽床身两侧安装有一对切割从动轮导轨，切割从动轮导轨上滑动连接滑板，滑板上安装从动轮主轴，从动聚氨酯线轮通过从动轮向心轴承连接到从动轮主轴上；其中，工件安装在工件装夹台上，通过工件自动进给系统和工件手动进刀系统实现工件的X向和Y向的进给，通过主动轮电机带动主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮转动，使环形电镀金刚石切割线转动，实现切割。进一步，所述X向工作台上安装有X轴光栅位移传感器，其读数头安装在床身上面，其尺身安装在X向工作台上。进一步，工件装夹台的下方设有Y轴光栅位移传感器，通过Y轴光栅位移传感器进行进给位移的读数并检测。进一步，所述滑板上连接着与穿过床身反向悬挂的配重块。进一步，主动聚氨酯线轮连接在主动轮主轴一端，主动聚氨酯线轮的内侧主动轮主轴上设有平衡块，主动聚氨酯线轮在高速旋转时要进行动平衡，平衡块调节主动聚氨酯线轮以实现高速旋转平衡。进一步，所述滑板上设有压块，切割从动轮导轨的下方设有限位开关，当金刚石锯丝出现失效断裂时，滑板上的部件会在自重的作用下沿着切割从动轮导轨下落，压块撞击限位开关使机床断电，进给机构和锯丝转动机构停止工作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术立式环线金刚石切割设备结构相对简单，尺寸重量较小，立式设备占地面积小。切割装置参数和机床床身、立柱尺寸位置等均采用优化设计，相比于其他机床的庞大笨重，该机床整体结构更小巧轻盈。2、本专利技术床身和立柱采用人造花岗岩材料从而机床抗震性好、对工作环境温度、湿度等反应不敏感。对床身机构进行优化，加载后受力变形小，容易保证装配精度，保证机床全生命周期的使用精度。机床整体机构进行模态分析、优化和动态性能测试能有效降低在高速切割时的振动。整机材料和结构进行优化使机床振动较小，切割过程平稳，保证机床在高速切割状态下的加工精度及可靠性。可保证机床在锯丝线速度为50m/s~60m/s的高速切割状态下的可靠性与稳定性。3、本专利技术进给系统采用闭环控制。高精度导轨和高精度光栅尺保证金刚石线锯微量切削时进给运动准确，光栅尺反馈信号对伺服电机进行修正提高了金刚石线锯的切割精度。4、本专利技术采用环形电镀金刚石线锯进行切割可提高锯丝运丝速度且切割过程无换向。环形金刚石线可提高金刚石线锯的切割速度，实验用机床锯丝切割速度可达50m/s以上，切割硬脆材料无换向波纹，切割材料表面粗糙度小、切割面形精度高。主动轮和从动轮之间缠绕着单根环线金刚石线，并且两个线轮分别布置在立柱和床身中，降低了整体高度，取消了溜板等零件，减轻了整机重量。附图说明图1为立式环线金刚石切割设备左视图；图2为立式环线金刚石切割设备主视图；图3为图2中A-A方向的剖面图；图中，1-床身，2-从动轮轴承座，3-滑板，4-X轴向导轨，5-立柱，6-主动轮电机，7-工件装夹台，8-X向工作台，9-X轴丝杠螺母座，10-从动聚氨酯线轮，11-X轴光栅位移传感器，12-Y轴光栅位移传感器，13-环形电镀金刚石切割线，14-Y轴手轮15-电机座，16-X轴驱动伺服电机，17-切割从动轮导轨，18-从动轮向心轴承，19-从动轮主轴，20-配重块，21-主动轮轴承座，22-联轴器，23-主动轮主轴，24-平衡块，25-主动聚氨酯线轮，26-限位开关。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系是使用者面对该设备主视图的位置来定义的，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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专利技术的限制。图1~图3示出了根据本专利技术的一个实施例立式环线金刚石切割设备的结构示意图。参阅图1~图3，该立式环线金刚石切割设备包括：机床支撑部分、工件进给系统和金刚石线切割机构，工件进给系统包括工件自动进给系统和工件手动进刀系统，所述机床支撑部分为工件进给系统和金刚石线切割机构提供支撑作用，使切割作业顺利在机床支撑部分上完成。其中，所述机床支撑部分包括由人造花岗岩制造的床身1，经过优化的床身1底座内部开有环形槽，环形槽内装有从动聚氨酯线轮10，床身1的底座上方的后侧装有支撑零部件的立柱5，立柱5上部装配有主动聚氨酯线轮25，主动聚氨酯线轮25和从动聚氨酯线轮10上绕有环形电镀金刚石切割线13，床身1的底座上方前侧装有工件进给系统。所述工件进给系统包括X向进给系统（工件自动进给系统）和Y向进给系统（工件手动进到系统）。所述X向进给系统包括X向工作台8，X向工作台8下部与一对X轴向导轨4滑动连接，设计床身1的前端为主导轨，床身1上加工有导轨基准面和“靠台”，用以保证导轨的装配精度。X向工作台8通过滚珠丝杠副及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.立式环线金刚石切割设备，其特征在于，包括：机床支撑部分，所述机床支撑部分包括床身，床身的底座内部开有环形槽，床身底座上方后侧装有立柱，用以支撑零部件；工件进给系统，所述工件进给系统位于床身底座上方前侧，所述工件进给系统包括工件自动进给系统和工件手动进刀系统；其中，所述工件自动进给系统包括X向工作台，X向工作台下方与一对X轴向导轨滑动连接，X轴向导轨与床身连接，X向工作台通过滚珠丝杠副和联轴器连接X轴驱动伺服电机，通过X轴驱动伺服电机带动X向工作台实现X向进给运动；所述工件手动进刀系统包括工件装夹台，所述工件装夹台安装在X向工作台上，工件装夹台通过Y轴丝杠螺母副连接Y轴手轮，通过旋转Y轴手轮使工件装夹台实现Y轴方向的进给；金刚石线切割机构，所述金刚石线切割机构包括环形电镀金刚石切割线、主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮，所述环形电镀金刚石切割线套在主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮上环绕；其中，所述主动聚氨酯线轮安装在立柱的上端，具体的是，立柱的上端安装有主动轮主轴，主动轮主轴上一端安装主动聚氨酯线轮，另一端通过联轴器连接主动轮电机；所述从动聚氨酯线轮设置在床身的环形槽内，环形槽床身两侧安装有一对切割从动轮导轨，切割从动轮导轨上滑动连接滑板，滑板上安装从动轮主轴，从动聚氨酯线轮通过从动轮向心轴承连接到从动轮主轴上；其中，工件安装在工件装夹台上，通过工件自动进给系统和工件手动进刀系统实现工件的X向和Y向的进给，通过主动轮电机带动主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮转动，使环形电镀金刚石切割线转动，实现切割。...

【技术特征摘要】
1.立式环线金刚石切割设备，其特征在于，包括：机床支撑部分，所述机床支撑部分包括床身，床身的底座内部开有环形槽，床身底座上方后侧装有立柱，用以支撑零部件；工件进给系统，所述工件进给系统位于床身底座上方前侧，所述工件进给系统包括工件自动进给系统和工件手动进刀系统；其中，所述工件自动进给系统包括X向工作台，X向工作台下方与一对X轴向导轨滑动连接，X轴向导轨与床身连接，X向工作台通过滚珠丝杠副和联轴器连接X轴驱动伺服电机，通过X轴驱动伺服电机带动X向工作台实现X向进给运动；所述工件手动进刀系统包括工件装夹台，所述工件装夹台安装在X向工作台上，工件装夹台通过Y轴丝杠螺母副连接Y轴手轮，通过旋转Y轴手轮使工件装夹台实现Y轴方向的进给；金刚石线切割机构，所述金刚石线切割机构包括环形电镀金刚石切割线、主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮，所述环形电镀金刚石切割线套在主动聚氨酯线轮和从动聚氨酯线轮上环绕；其中，所述主动聚氨酯线轮安装在立柱的上端，具体的是，立柱的上端安装有主动轮主轴，主动轮主轴上一端安装主动聚氨酯线轮，另一端通过联轴器连接主动轮电机；所述从动聚氨酯线轮设置在床身的环形槽内，环形槽床身两侧安装有一对切割从动轮导轨，切割从动轮导轨上滑动连接滑板，滑板上安装从动轮主轴，从动聚氨酯线轮通过从动轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文涛，张艳菊，赵惠英，段宇兴，房红军，段好运，
申请(专利权)人：刘文涛，
类型：发明
国别省市：河南,41