金剛石線切割機(jī)介紹
簡(jiǎn)介
金剛石線切割機(jī)，別稱：砂線切割機(jī)、金剛砂線切割機(jī)、金剛石線鋸床、金剛線切割機(jī)等。以電鍍金剛石顆粒或微粉的鋼線為切削工具，與工件接觸進(jìn)行磨擦產(chǎn)生切割的目的。廣泛用于各種脆性材料的初加工，包括各類非導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料和導(dǎo)電脆性材料的切割。加工方式為純機(jī)械切割物理加工方式，機(jī)床屬性為鋸床。
物理原理
大石器朝代的人們用他們的燧石刀和燧石斧能切割種種物品。但很早時(shí)他們就發(fā)現(xiàn)，用一種齒狀的或者說(shuō)帶有鋸齒的刀口，更容易把堅(jiān)硬的材料切割開(kāi)來(lái)。考古學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了至少已達(dá)1萬(wàn)年之久的帶有鋸齒刀口的燧石刀身。但這些帶鋸齒的刀子卻割不了木頭。因此，一種鋒利的薄金屬鋸子就是必需的了。古代埃及人大概早在公元前4000年時(shí)，就已擁有了它們。這些鋸子有著細(xì)長(zhǎng)的、刀劍似的刀身，連著木制把手。使用最初的鋸子時(shí)，切割是拉動(dòng)式的，不像大多數(shù)的現(xiàn)代鋸子那樣是推動(dòng)式的。
手工鋸子
古希臘人和古羅馬人繼承了埃及人的刀劍式鋸子。羅馬人還研制了一種“框鋸”，一個(gè)長(zhǎng)的金屬刀身插在一個(gè)3面有框的木制。這類鋸子一般用于粗加工。框鋸可做成挺大的，常常是由兩個(gè)人操作，木料的兩邊各站一個(gè)人。過(guò)去的史書和傳說(shuō)都以為是魯班（戰(zhàn)國(guó)初年的發(fā)明家）發(fā)明了鋸子，但是，考古發(fā)現(xiàn)：早在夏朝（公元前2205—前1766，據(jù)柏楊說(shuō)斷代）聰明的中國(guó)人就已經(jīng)發(fā)明了鋸子，和古埃及人同時(shí)。說(shuō)魯班發(fā)明鋸子實(shí)在是太晚了。
金剛石線切割的物理原理就是鋸子的這種加工原理，利用電鍍金剛石線往返運(yùn)動(dòng)使金剛石線與工件之間產(chǎn)生切削以達(dá)到加工的目的。
分類
按金剛石線的長(zhǎng)短分類：短線有弓架運(yùn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)；長(zhǎng)線有環(huán)式線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)式結(jié)構(gòu)三大類。
按加工工藝分類：直線切割加工工藝；差動(dòng)切割加工工藝；擺動(dòng)切割加工工藝；點(diǎn)旋轉(zhuǎn)切割加工工藝四種。
按機(jī)床功能分類：切形狀類；切片類。
按機(jī)床切割方式分類：立式切割機(jī)；臥式切割機(jī)；臺(tái)式切割機(jī)。
種類
弓架運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)
弓架運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)金剛石線切割機(jī)是切形狀類的機(jī)床。它的工作原理是通過(guò)一根電鍍金剛石線，由弓架帶動(dòng)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與工件發(fā)生切削從而達(dá)到加工的目的。用電鍍金剛石線做為刀具，對(duì)工件進(jìn)行加工，工件在數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)的按程序確定的軌跡運(yùn)動(dòng)，最后得到所需形狀的工件。
機(jī)床由床身、座標(biāo)工作臺(tái)、弓架、工作液箱及附件等組成。加工用金剛石線固定在弓架上，工件用壓板螺絲固定，控制臺(tái)發(fā)出脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)按信號(hào)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)變速齒輪、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)切割工件，加工出直線、園弧等任意幾何圖形。但其因?yàn)榧庸r(shí)振動(dòng)過(guò)大，容易引起材料碎裂，故不宜用于切割薄片。弓架結(jié)構(gòu)金剛石線切割機(jī)適合切厚度超過(guò)10mm以上的材料。
弓架運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)
環(huán)式線運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)金剛石線切割機(jī)
環(huán)式金剛石線切割機(jī)，該結(jié)構(gòu)由一根環(huán)形金剛石線沿導(dǎo)向輪單方向高速運(yùn)行，在數(shù)控指令控制下工作臺(tái)帶動(dòng)工件進(jìn)行切削加工。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)床切割速度比弓架結(jié)構(gòu)的快，因?yàn)楹附迎h(huán)形金剛石線的焊接點(diǎn)強(qiáng)度問(wèn)題，我們放棄了這個(gè)結(jié)構(gòu)。我們重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的是往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)。
環(huán)形金剛石線切割機(jī)
往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)
往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)的工作原理是利用一根金剛石線高速往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)，與工件接觸發(fā)生磨削而達(dá)到加工的目的。采用高速走絲電火花線切割運(yùn)絲方式，將線徑為直徑0.1~0.65mm的100~3000m左右電鍍金剛石線繞在貯絲筒上，將該金剛石線經(jīng)下線架和上線架導(dǎo)線輪再經(jīng)緊絲輪回到絲筒上，由程序控制電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)速，使金剛石線處于小的振幅下運(yùn)行。
機(jī)床主要由工作臺(tái)部分、金剛石線進(jìn)給和收放絲部分、電氣控制系統(tǒng)部分、加工區(qū)冷卻循環(huán)部分、封閉式防護(hù)罩部分組成。 將工件固定在工作臺(tái)上，該工作臺(tái)可前后進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在工作臺(tái)的加工區(qū)有導(dǎo)線輪，該導(dǎo)線輪帶動(dòng)金剛石線上升或下降，往復(fù)循環(huán)，金剛石線以6~13m/s的速度對(duì)工件進(jìn)行切割。其加工時(shí)振動(dòng)幅度小，因此可適合切割薄片。
往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)按功能總體為切片和切形狀兩種設(shè)備。
切片類有差動(dòng)切割、擺動(dòng)切割、點(diǎn)旋轉(zhuǎn)切割多種加工工藝輔助提高切割速度、加工精度。切形狀類采用的是直切加工工藝。因此切形狀的機(jī)床加工速度都比較慢，只能用時(shí)間來(lái)?yè)Q切割效果了。
往復(fù)走絲運(yùn)動(dòng)式金剛石線切割機(jī)有單線和多線切割機(jī)，根據(jù)材料具體情況設(shè)計(jì)為立式結(jié)構(gòu)和臥式結(jié)構(gòu)機(jī)床。單線結(jié)構(gòu)一次只能切割單片，多線結(jié)構(gòu)一次可加工多片。
立式結(jié)構(gòu)金剛石線切割機(jī)一般采用金剛石絲線直立著切割，即金剛石絲線在工件側(cè)方與工件產(chǎn)生切削。
立式金剛石線切割機(jī)
臥式結(jié)構(gòu)金剛石線切割機(jī)一般是金剛石線橫著切割，從上往下切割方式或從下往上切割方式與工件產(chǎn)生切削。
臥式金剛石線切割機(jī)