专利名称：点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于加工蓝宝石的带锯切割机，具体涉及一种点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，涉及晶体加工机械技术领域。
背景技术：
目前，切割大尺寸蓝宝石坨料以外圆锯为主。在切割过程中工作没有自转，工作与外圆锯为线接触，切割方式为“线切割”。这样会产生很多缺点，外圆锯片边缘无法进行机械约束，切割过程中容易发生轴向抖动，直径越大抖动越严重，使实际锯口宽度远大于锯片厚度。因此锯片厚度必须随直径增大而变厚才能减少轴向抖动。直径600毫米的锯片，其厚度要达到(3 5)毫米，才能保证轴向抖动振幅小于2毫米。轴向抖动还会带来切割面表面微裂纹较多、翘曲严重的问题，增加了后续研磨加工量，对于上述锯片其综合锯口宽度最大可达(9 10)毫米，浪费材料十分严重。外圆锯还有一个致命缺陷就是极易造成晶体意外破裂，损失更加惨重。
实用新型内容本实用新型为了解决用外圆锯切割大尺寸蓝宝石坨料存在锯口宽度大浪费材料， 切割过程中容易发生轴向抖动而且轴向抖动还会带来切割面表面微裂纹较多、翘曲严重致使后续研磨加工量增加等问题，进而提提了一种点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机。本实用新型所述“大尺寸蓝宝石坨料”是最大直径为MOmm、高度为240mm的蓝宝石圆柱或蓝宝石圆台。本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是本实用新型所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机底座、工件托盘、工件托盘轴、水平滑台、工件水平位移机构、 直线导轨、带锯条垂直位移机构、走锯机构、两个导柱和金刚石带锯条，所述带锯切割机还包括工件旋转机构；水平滑台置于底座的上方，工件托盘位于水平滑台的上方且二者之间设有工件托盘轴，工件托盘轴的下端安装在水平滑台上，工件托盘轴的上端与工件托盘固接；水平滑台连同工件托盘在工件水平位移机构的带动下沿底座上端面上的直线导轨前后滑动；工件旋转机构带动工件托盘转动；金刚石带锯条安装在走锯机构的主动轮及从动轮上，两个导柱分别垂直固设在底座上端面的两侧，走锯机构在带锯条垂直位移机构带动下可沿两个导柱做上升或下降运动。本实用新型的有益效果是本实用新型通过设置工件旋转机构，使待加工的大尺寸蓝宝石坨料在做进给或后退运动的同时做自转运动，实现切割方式由“线切害I]”变为“点切割”，也就是说，金刚石带锯条1-6在切割时，与尺寸蓝宝石坨料的侧壁是点接触的。“点切割”的优点是，切割运程运行稳定、锯口较小、不会造成晶体意外破裂、而且切割表面面形较好，减少后续的机械加工工作量。采用“点切割”工作模式，工件进给的同时进行自转，这样可明显改善散热、排屑条件，提高切削效率，减少切割面微裂纹；本机锯轮采用无边延中隆结构，中间隆起部分采用聚氨酯、橡胶等弹性材料，这种结构可实现带锯条运动过程中的自动纠偏，同时可显著降低噪音；本机采用厚度(0. 3 0. 9)毫米的金刚石带锯条，由微电脑控制整个切割过程，使锯口宽度、切片平面度等指标较外圆锯有很大提高，并可显著减少后续加工量；本机采用卧式结构，锯条两个直线运动部分平行，可有效延长锯条的使用寿命。本实用新型借鉴了现有金属锯床、石材锯床、木工带锯、单晶硅带锯切割机的结构形式，将切割方式由“线切割”变成了 “点切割”;锯轮由有边沿平坦结构改造成了无边延中隆结构；垂直位移机构由单丝杠、单电机驱动变成了双丝杠、双电机同步驱动模式；主电机配以无级变速装置；并配有一套由微电脑控制的电气自动控制系统。本实用新型专门适用于切割大尺寸蓝宝石坨料，主要解决大尺寸蓝宝石坨料依赖于外圆锯存在外圆锯具有锯口大、切片翘曲严重、切面微裂纹多、后续加工量大等严重缺陷等切割问题。
图1是本实用新型所述专用带锯切割机整机的主视图，图2是图1的左视图；图 3是本实用新型的工件托盘安装工件(大尺寸蓝宝石坨料)的结构示意图(1- 为工件， 1-28-1为将要切割掉的蓝宝石圆片)，图4是图3的A向视图。
具体实施方式
具体实施方式
一如图1 4所示，本实施方式所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机包括底座1-1、工件托盘1-14、工件托盘轴1-21、水平滑台1-13、工件水平位移机构1-2、直线导轨1-12、带锯条垂直位移机构1-3、走锯机构1-5、两个导柱1-19和金刚石带锯条1-6，所述带锯切割机还包括工件旋转机构1-4 ；水平滑台1-13置于底座1-1的上方，工件托盘1-14位于水平滑台1-13的上方且二者之间设有工件托盘轴1-21，工件托盘轴 1-21的下端安装在水平滑台1-13上，工件托盘轴1-21的上端与工件托盘1-14固接；水平滑台1-13连同工件托盘1-14在工件水平位移机构1-2的带动下沿底座1-1上端面上的直线导轨1-12前后滑动(水平滑台1-13的下端面与直线导轨1-12上的滑块接接，直线导轨 1-12上的轨道固装在底座1-1的上端面上)；工件旋转机构1-4带动工件托盘1-14转动； 金刚石带锯条1-6安装在走锯机构1-5的主动轮1-22及从动轮1-23上，两个导柱1_19分别垂直固设在底座1-1上端面的两侧，走锯机构1-5在带锯条垂直位移机构1-3带动下可沿两个导柱1-19做上升或下降运动。从图1来看，金刚石带锯条1-6的刃口朝向前，调整好走锯机构1-5的位置后开始切割时，金刚石带锯条1-6的刃口与工件(大尺寸蓝宝石坨料)的相切。所述点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机实现了工件做水平进给的同时进行自转，使整个切削过程始终保持“点切割”工作模式。本实施方式中走锯机构1-5的主动轮1-22及从动轮1-23为两个锯轮，所述锯轮采用无边延中隆结构，中间隆起部分采用聚氨酯、橡胶等弹性材料，这种结构可实现带锯条运动过程中的自动纠偏，同时可显著降低噪音。本实施方式中金刚石带锯条1-6是在环形带钢的一个端面镀有金刚石颗粒，形成无齿锯刃，锯刃形状为连续型，利用金刚石的尖锐面对蓝宝石进行脆性切割。环形带钢采用 0. 6mm厚、38mm宽、2800mm长的不锈钢或弹性工具钢。本实施方式中所述底座1-1可由铸铁平台、支架、外壳构成，铸铁平台提供整机大部分质量以减少振动，同时提供水平面基准。
具体实施方式
二 如图1和2所示，本实施方式所述工件旋转机构1-4包括工件旋转直流电机1-20、工件旋转主动带轮1-24、工件旋转从动带轮1-25和工件旋转皮带1_26， 工件旋转皮带1-26安装在工件旋转主动带轮I-M和工件旋转从动带轮1-25上，工件旋转主动带轮I-M安装在工件旋转直流电机1-20的输出轴上，工件旋转从动带轮1-25安装在工件托盘轴1-21的下端上。所述工件旋转机构中的工件旋转直流电机1-20采用方箱直流电机，工件转动速度控制在(30 100) RPM。工件旋转机构1-4驱动工件托盘1_14转动，工件固定在工件托盘上，从而实现工件自转。水平滑台1-13不作转动。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三如图1和2所示，本实施方式所述工件水平位移机构1-2包括工件水平位移步进电机1-16和用于水平位移的丝杠螺母副1-17，水平滑台1-13与用于水平位移的丝杠螺母副1-17中的螺母固接，工件水平位移步进电机1-16驱动用于水平位移的丝杠螺母副1-17中的丝杠旋转。水平位移机构1-2用来实现水平滑台前后移动，水平滑台带动工件托盘1-14上的工件做进给或后退运动。其它组成及连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四如图1和2所示，本实施方式所述走锯机构1-5包括架体1-27、 主动轮1-22、从动轮1-23和主电机1-15，主动轮1_22和从动轮1_23均安装在架体1_27 上，主电机1-15安装在架体1-27上用于驱动主动轮1-22转动从而带动金刚石带锯条1_6 运动，架体1-27可沿两个导柱1-19上下滑动。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
四中所述的走锯机构1-5还可包括主动轮底板、从动轮底板、保护外壳。带锯条套在主动轮、从动轮上，主电机通过皮带带动主动轮旋转，带锯条随之做高速运动，对工件进行切割。保护外壳防治锯条断裂伤人。
具体实施方式
五如图1和2所示，本实施方式所述带锯条垂直位移机构1-3包括两套用于垂直位移的丝杠螺母副1-18、两个垂直位移步进电机1-10和两个减速器1-9，两套用于垂直位移的丝杠螺母副1-18设置在底座1-1上端面的两侧并与两个导柱1-19 一一对应；每个垂直位移步进电机1-10的输出轴通过一个减速器1-9与相应的用于垂直位移的丝杠螺母副1-18中的丝杠连接用以驱动所述丝杠转动，两个用于垂直位移的丝杠螺母副 1-18中的丝母均与走锯机构1-5中的架体1-27固接。所述带锯条垂直位移机构1-3采用双丝杠、双电机同步驱动模式，可有效保证锯条切割面的水平度。垂直位移机构1-3用来带动走锯机构沿两个导柱1-19(光杠)方向做上升或下降运动。其它组成及连接关系与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六如图1和2所示，本实施方式所述所述带锯切割机还包括锯条胀紧机构1-7，所述锯条胀紧机构1-7用于带动从动轮做水平移动，实现金刚石带锯条1-6的胀紧。锯条胀紧机构1-7由底座、边框、滑块、挡板、丝杠、手轮构成，整体固定在从动轮底板上，从动轮通过中心轴固定在滑块上，滑块由底座、边框、挡板限位，只能由丝杠带动做水平移动，从而带动从动轮做水平移动，实现胀紧锯条的作用。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二、三或五相同。
具体实施方式
七如图1和2所示，本实施方式所述所述带锯切割机还包括锯条夹持机构1-8，金刚石带锯条1-6从锯条夹持机构1-8中穿过，所述锯条夹持机构1-8用于降低锯条的振动幅度。锯条夹持机构(1-8)由支架、聚四氟乙烯耐磨弹性夹片、调节螺丝构成(锯条夹持机构将现有的滚轮、木质或铸铁夹片变为聚四氟乙烯耐磨弹性夹片)，锯条在两片聚四氟乙烯中间通过，通过调节螺丝改变夹持力，使锯条即可顺利通过，又受到一定的约束，这样可以降低锯条的振动幅度，减小锯口宽度。锯条夹持机构采用聚四氟乙烯耐磨弹性夹片，可有效抑制锯片的振动。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二、三或五相同。
具体实施方式
八本实施方式所述金刚石带锯条1-6采用厚度为0. 3 0. 9毫米的金刚石无齿带锯条，金刚石刃口的宽度为2 5毫米且金刚石刃口形状为连续型。本实施方式中金刚石粒度(120 200) #。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二、三或五相同。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型所提交的权利要求书确定的专利保护范围。针对本实用新型再进行如下阐述所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机还可包括冷却水循环系统及一套电气控制系统1-11组成。冷却水循环系统是由循环泵、水箱、导管、喷嘴构成，为切割过程提供降温手段。电气控制系统以微电脑为核心，通过伺服驱动器指挥步进电机慢速旋转，实现切割过程的自动进给和升降控制，人机界面由薄膜键盘和LED数码管构成，可完成工作参数设置、切割过程监控、工作状态切换等功能。
权利要求1.一种点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，所述带锯切割机包括底座(1-1)、工件托盘(1-14)、工件托盘轴(1-21)、水平滑台(1-13)、工件水平位移机构(1-2)、直线导轨(1-12)、带锯条垂直位移机构(1-3)、走锯机构(1-5)、两个导柱(1-19)和金刚石带锯条 (1-6)，其特征在于所述带锯切割机还包括工件旋转机构(1-4)；水平滑台(1-13)置于底座(1-1)的上方，工件托盘(1-14)位于水平滑台(1-13)的上方且二者之间设有工件托盘轴(1-21)，工件托盘轴(1-21)的下端安装在水平滑台(1-13)上，工件托盘轴(1-21)的上端与工件托盘(1-14)固接；水平滑台(1-13)连同工件托盘(1-14)在工件水平位移机构 (1-2)的带动下沿底座(1-1)上端面上的直线导轨(1-12)前后滑动；工件旋转机构(1-4) 带动工件托盘(1-14)转动；金刚石带锯条(1-6)安装在走锯机构(1-5)的主动轮(1-22) 及从动轮(1-23)上，两个导柱(1-19)分别垂直固设在底座(1-1)上端面的两侧，走锯机构 (1-5)在带锯条垂直位移机构(1-3)带动下可沿两个导柱(1-19)做上升或下降运动。
2.根据权利要求1所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于所述工件旋转机构(1-4)包括工件旋转直流电机(1-20)、工件旋转主动带轮(I-M)、工件旋转从动带轮(1-2 和工件旋转皮带(116)，工件旋转皮带(1-26)安装在工件旋转主动带轮 (1-24)和工件旋转从动带轮(1-2 上，工件旋转主动带轮(1-24)安装在工件旋转直流电机(1-20)的输出轴上，工件旋转从动带轮(1-2 安装在工件托盘轴(1-21)的下端上。
3.根据权利要求2所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于所述工件水平位移机构(1-2)包括工件水平位移步进电机(1-16)和用于水平位移的丝杠螺母副(1-17)，水平滑台(1-13)与用于水平位移的丝杠螺母副(1-17)中的螺母固接，工件水平位移步进电机(1-16)驱动用于水平位移的丝杠螺母副(1-17)中的丝杠旋转。
4.根据权利要求1、2或3所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于 所述走锯机构(1-5)包括架体(1-27)、主动轮(1-22)、从动轮(1-23)和主电机(1_15)，主动轮(1-22)和从动轮(1-23)均安装在架体(1-27)上，主电机(1-15)安装在架体(1-27) 上用于驱动主动轮(1-2 转动从而带动金刚石带锯条(1-6)运动，架体(1-27)可沿两个导柱(1-19)上下滑动。
5.根据权利要求4所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于所述带锯条垂直位移机构(1-3)包括两套用于垂直位移的丝杠螺母副(1-18)、两个垂直位移步进电机(1-10)和两个减速器(1-9)，两套用于垂直位移的丝杠螺母副(1-18)设置在底座(1-1)上端面的两侧并与两个导柱(1-19) 一一对应；每个垂直位移步进电机(1-10)的输出轴通过一个减速器(1-9)与相应的用于垂直位移的丝杠螺母副(1-18)中的丝杠连接用以驱动所述丝杠转动，两个用于垂直位移的丝杠螺母副(1-18)中的丝母均与走锯机构 (1-5)中的架体(1-27)固接。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于所述所述带锯切割机还包括锯条胀紧机构(1-7)，所述锯条胀紧机构(1-7)用于带动从动轮做水平移动，实现金刚石带锯条(1-6)的胀紧。
7.根据权利要求1、2、3或5所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于所述所述带锯切割机还包括锯条夹持机构(1-8)，金刚石带锯条(1-6)从锯条夹持机构 (1-8)中穿过，所述锯条夹持机构(1-8)用于降低锯条的振动幅度。
8.根据权利要求1、2、3或5所述的点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，其特征在于所述金刚石带锯条(1-6)采用厚度为0. 3 0. 9毫米的金刚石无齿带锯条，金刚石刃口的宽度为2 5毫米且金刚石刃口形状为连续型。
专利摘要点切割式大尺寸蓝宝石专用带锯切割机，它涉及一种用于加工蓝宝石的带锯切割机。为了解决用外圆锯切割大尺寸蓝宝石坨料存在锯口宽度大浪费材料，切割过程中容易发生轴向抖动而且轴向抖动还会带来切割面表面微裂纹较多、翘曲严重致使后续研磨加工量增加等问题。工件托盘轴的下端安装在水平滑台上，工件托盘轴的上端与工件托盘固接；水平滑台连同工件托盘在工件水平位移机构的带动下沿底座上端面上的直线导轨前后滑动；工件旋转机构带动工件托盘转动；金刚石带锯条安装在走锯机构的主动轮及从动轮上，两个导柱分别垂直固设在底座上端面的两侧，走锯机构在带锯条垂直位移机构带动下可沿两个导柱做上升或下降运动。本实用新型适用于切割大尺寸蓝宝石坨料。
文档编号B28D5/04GK201960675SQ20112004077
公开日2011年9月7日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者李欣, 裴广波 申请人:李欣, 裴广波