专利名称：线切割机及线切割机用槽道装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于切割半导体材料等的线切割机及线切割机用槽道装置。
背景技术：
近年来，正在使用将由例如半导体材料、磁性材料、陶瓷等硬脆材料构成的工件通过行走的切割线切割的线切割机。例如，专利文献I公开了一种脆性材料的切割装置，该切割装置配置为在通过将向行走中的切割线供给油剂中混合有游离磨粒的加工液，并使附着有加工液的切割线按压在工件上，来将半导体材料等被切割部件切割成希望的形状的线切割机中，为了提高线切割机的切割精度及切割效率，将在加工液供给喷嘴的正下方的立式加工液储存部和具有使加工液在水平方向流出的狭缝状流出孔的水平整流部连通的倒T字形的狭缝喷嘴配置在切割线要刚刚进入被切割部件之前。专利文献I :日本特开平5-212720号公报(平成5年8月24日公开)但是，在上述现有切割装置中，存在下列问题。上述公报公开的切割装置，仅仅只是意识到通过将倒T字形的狭缝喷嘴配置在切割线要刚刚进入被切割部件之前，使加工液直到切割线要进入被切割部件之前都能可靠地附着在切割线上，从而通过切割线将加工液引入切割部而构成的。因此，没有考虑附着在切割线上的加工液因与被切割部件的相对面的冲突而向周围飞溅，由于这样的加工液的飞溅及只是通过切割线的行走将加工液引入切割部的引入力不充分的理由，所以存在没有足够量的加工液进入切割部的问题。另外，在对比文献I中，没有假设使倒T字形的狭缝喷嘴内空间的压力上升。
实用新型内容本实用新型的课题在于提供一种线切割机及线切割机用槽道装置，其能够防止加工液向周围飞溅，并且将加工液充分地向工件的切割槽供给，从而提高切割性能。第一实用新型的线切割机是一边向行走的切割线供给加工液，一边将工件按压在所述切割线上进行切割的线切割机，具备加工液供给部、移动机构。加工液供给部从切割线行走方向的上游侧对行走中的切割线供给加工液。移动机构使工件相对于行走中的切割线相对移动。加工液供给部具有加工液加压输送装置、槽道部件。加工液加压输送装置加压输送加工液。槽道部件以切割线通过其内部，并且其前端部接近工件而进行配置，将从连通的加工液加压输送装置加压输送来的加工液向切割线和工件的相对面的接触部供给。在此，在以向行走中的切割线供给加工液并且以附着加工液的状态使切割线和工件接触而切割工件的线切割机中，采用如下构造通过利用加工液加压输送装置和槽道部件将加工液向切割线与工件的相对面接触并且被引入工件开始切割的切割开始点供给，来向切割开始点的周围施加压力。而且，附着在行走的切割线上的加工液与工件的相对面冲突时，由于在槽道部件内部被加压输送供给的加工液的作用，附着在行走的切割线上的加工液飞溅被抑制，并且被封在槽道部件的内部空间内。[0012]由此，在切割开始点附近形成局部加工液压力高的局部压力上升部。[0013]其结果是，通过施加在切割线开始切割工件的切割开始点的周围的压力和切割开始点附近产生的局部压力，切割开始点附近的加工液被压入由切割线形成的工件的切割槽内，能够比以往更多且更有效地供给加工液，能够提高切割性能。而且，抑制了加工液向周围飞溅，不会污损工件或加工室内。[0014]第二实用新型在第一实用新型的基础上，线切割机还具备从槽道部件的前端部凸出的法兰部。[0015]在此，在槽道部件中接近工件的部分上设有从管道部件的前端部凸出的法兰部。[0016]由此，抑制了加工液从工件和槽道部件之间泄漏，切割开始点附近的加工液压力升高，因此，能够比现有线切割机更有效地使加工液进入工件的切割槽的内部。其结果能够防止加工液向周围飞溅，并且通过将加工液向切割槽充分供给来提高切割性能。[0017]另外，从工件和槽道部件之间漏出的加工液掉在法兰的背后(上游侧)，从切割线列的外侧回收，能够防止污损工件或加工室内。[0018]第三实用新型在第二实用新型的基础上，线切割机中，法兰部相对于工件的相对面平行配置。[0019]在此，将为了防止加工液漏出而在槽道部件的前端部上设置的法兰部相对于工件的相对面平行地设置。[0020]由此，加工液更加难以从槽道部件的前端和工件与导管部件相对的相对面的空隙泄漏，能够更有效地抑制加工液的飞溅。[0021]第四实用新型在第二或第三实用新型的基础上，线切割机中，法兰部由与槽道部件相同的材料形成。[0022]由此，能够通过折弯管道部件的前端部来形成法兰，制造容易。[0023]第五实用新型在第一 第四实用新型中任一实用新型的基础上，线切割机中，在槽道部件的前端部上设有由弹性体或波纹管(折皱)组成的密封部件。[0024]在此，为了进一步抑制加工液的漏出，通过橡胶等弹性部件或波纹管(折皱)形成设置于槽道部件的前端部的密封部件。[0025]由此，也能够应对工件的些许的形状变化等，能够更有效地抑制加工液从槽道部件的前端部和工件的相对面之间的空隙漏出。另外，在相对于工件设置槽道部件时，即使不严密地符合工件的相对面和槽道部件的前端部的距离，也能够通过密封部件或波纹管在设置后进行调整。[0026]第六实用新型在第五实用新型的基础上，线切割机中，密封部件接触工件。[0027]通过接触，能够更有效地抑制加工液从槽道部件的前端部和工件的相对面之间的空隙漏出。[0028]第七实用新型在第一 第六实用新型中任一实用新型的基础上，线切割机中，槽道部件的前端部和工件的相对面之间的空隙的大小可变。[0029]由此，通过调整空隙，能够改变切割开始点附近产生的压力，因此能够将更适合切割的量的加工液向切割槽供给。[0030]第八实用新型在第一 第七实用新型中任一实用新型的基础上，线切割机中，槽道部件的前端部和工件的相对面之间的空隙为9mm以下。在此，以工件和槽道部件的接近部分中的槽道部件的前端和工件相对面的距离为9mm以下的方式配置槽道部件。由此，通过有效抑制加工液从槽道部件的前端和工件的相对面之间的空隙漏出，将加工液充分地向工件的内部供给，能够提高线切割机的切割效率。其结果是，例如，能够降低10%左右的切割线消耗量。第九实用新型在第一 第七实用新型中任一实用新型的基础上，线切割机中，槽道部件的前端部和工件的相对面之间的空隙为7mm以下。在此，以工件和槽道部件的接近部分中的槽道部件的前端和工件相对面的距离在7mm以下的方式配置槽道部件。由此，通过有效抑制加工液从槽道部件的前端和工件的相对面之间的空隙漏出，将加工液充分地向工件的内部供给，能够进一步提高线切割机的切割效率。第十实用新型在第一 第九实用新型中任一实用新型的基础上，线切割机中，加工液供给部只设置于切割线的行走方向的工件的上游侧，或同时设置在上游侧及下游侧。在此，通过将上述加工液供给部只设置在上游侧，例如，平常，在一边使切割线在一定方向上行走，一边进行工件的切割的线切割机中，在使切割线单向行走时，能够使切割开始点附近的加工液的压力上升，有效提高工件的切割效率。另外，通过在相对于工件行走的切割线的行走方向的上游侧和下游侧分别设置槽道部件，例如，在一边切换切割线的行走方向使切割线往复移动，一边进行工件的切割的线切割机中，即使在使切割线在两方向的任一侧行走时，也能够使切割开始点附近的加工液的压力上升，有效提高工件的切割效率。第十一实用新型的线切割机用槽道装置是安装于一边向行走的切割线供给加工液，一边将工件按压在切割线上进行切割的线切割机上的槽道装置，具备与供给加工液的加工液加压输送装置连通的连通部、配置于工件附近的开口部、切割线通过的内部空间，从切割线的行走方向的上游侧向工件被切割的部分加压输送加工液。在此，在安装于以向行走中的切割线供给加工液并使其附着的状态，使切割线和工件接触从而切割工件的线切割机上的槽道装置中，采用如下构造通过利用连通的加工液加压输送装置将加工液向切割线和工件的相对面接触的切割开始点供给，对切割开始点附近施加压力。而且，以往，附着在行走的切割线上的加工液在与工件的相对面冲突时向周边飞溅，但是，根据本实用新型，通过在槽道部件内部加压输送供给的加工液抑制了飞溅，封在槽道部件的内部空间内。由此，在切割开始点附近形成局部加工液压力高的局部压力上升部。其结果是，通过施加在上述的切割开始点的周围的压力和切割开始点附近产生的局部压力上升，切割开始点附近的加工液被压入由切割线形成的工件的切割槽内，能够比以往更多地，且更有效地供给加工液，能够提高切割性能。本实用新型的线切割机，能够防止加工液向周围飞溅，并且，将加工液充分地向切割槽供给，从而提高切割性能。
图1是表示本实用新型的一例实施方式的线切割机的构成的整体立体图；图2是图1的线切割机的整体立体图；图3是表示搭载于图1的线切割机上的切割线供给机构的构成的示意图；图4是表示搭载于图1的线切割机上的切割机构周边的构成的示意图；图5是表示搭载于图1的线切割机上的加工液供给装置的构成的截面图；图6(a)表示现有线切割机的切割线截面中的切割槽附近的加工液分布的示意图， (b)是表示图1的线切割机的切割线截面中的切割槽附近的加工液分布的示意图；图7是表示搭载于本实用新型的一实施例的线切割机上的槽道部件的构成的示 意图；图8是表示图7的实施例的实验条件的说明图；图9是表示图7的实施例的实验结果的图表；图10是表示图7的实施例的实验结果的图表；图11是对预先准备的多种搭载于本实用新型的其它实施例的线切割机上的槽道 部件实施的实验的说明图；图12 (a) (c)是表示图11对应的槽道部件的构成的示意图；图13是表示图11对应的实验条件的图；图14是表示图11的实施例的实验结果的图表；图15是表示图11的实施例的实验结果的图表；图16是表示槽道前端部和工件的相对面的距离与切割线消耗量降低比例的关系 的图表；图17 (a) (d)是表示在搭载于本实用新型的线切割机上的槽道部件中，表示使 加工液的流量变化时的第二加工液供给空间内压力的变化的模拟结果的图；图18 (a) (c)是表示在搭载于本实用新型的线切割机上的槽道部件中，表示使 切割线的行走速度变化时的第二加工液供给空间内的加工液的压力的模拟结果的图；图19是表示图18的模拟结果的图表；图20 (a) (c)是表示在搭载于本实用新型的线切割机上的槽道部件中，表示使 槽道部件的前端和工件相对面的距离变化时的第二加工液供给空间内压力的变化的模拟 结果的图；图21是表示使槽道部件的前端和工件相对面的距离变化时的第二加工液供给空 间内压力的变化的图表；图22 (a)、(b)是表示本实用新型的其它实施方式的槽道部件的构成的示意图；图23 (a) (d)是表示本实用新型另外其它实施方式的槽道部件的构成的示意 图。标记说明10控制盘11加工液罐12热交换器13操作盘0072]19环状槽0073]20线切割机0074]21基台0075]22加工室0076]23切割机构0077]24a、24b加工用辊0078]25切割线供给机构0079]26切割线0080]27a.27b 卷筒0081]28工件支承装置0082]29加工液供给装置(加工液加压输送装置)0083]31玻璃板0084]32金属板0085]33被保持体0086]34被保持片0087]34a被限制面0088]35工件支承部件0089]35a限制面0090]36保持部件0091]37气缸0092]40槽道部件(线切割机用槽道装置)0093]41加工液贮存部0094]42第一槽道0095]42a 下面0096]43下部部件0097]43a 上面0098]44前端部件0099]44a法兰部0100]44b 下面0101]50主泵0102]51连通配管0103]140槽道部件0104]141加工液贮存部0105]142第一槽道0106]143第二槽道0107]244a密封部件0108]S加工液0109]SI第一加工液供给空间0110]S2第二加工液供给空间(内部空间)
7[0111]S3第三加工液供给空间(内部空间)W 工件Wl相对面Wa切割槽
具体实施方式
利用图I 图6 (b)说明本实用新型一例实施方式的线切割机20，如下所述。[线切割机20的结构]本实施方式的线切割机20是通过使多个切割线平行行走，将工件W按压在行走中的切割线上，由此将工件W同时切割成多片晶片的装置，如图I及图2所示，具备控制盘
10、加工液罐11、热交换器12、操作盘13、基台21、设于基台21上的加工室22、安装于加工室22内的切割机构23。另外，在本实施方式中，线切割机20进行由硅等硬脆性材料构成的工件W的切割。控制盘10控制搭载于线切割机20上的切割机构23等。加工液罐11贮存附着于切割机构23中使用的切割用线26 (参照图3等)上的加工液S。加工液罐11中贮存的加工液S通过主泵50经由连通配管51，从设置于线切割机20的装置内的切割机构23上的加工液供给装置(加工液加压输送装置)29 (参照图4)向切割线26切割工件W的切割开始点47 (参照图5)附近供给。热交换器12设置于连通配管51中，为了使温度因通过切割线26切割工件W时产生的热而上升的加工液S，在从加工液罐11再次向加工液供给装置29输送的中途冷却，在与空气或水之间进行热交换。操作盘13设定输入线切割机20内的切割机构23等的控制内容。切割机构23使用切割线26将工件W切割成基于切割线26的间距间隔的规定厚度。另外，在后面详述切割机构23的详细结构。(切割机构23)切割机构23具有相隔规定间隔相互平行地配置的一对加工用辊24a、24b、切割线供给机构25 (参照图2等)、加工液供给装置29。在加工用辊24a、24b的外周相隔一定间隔形成有多个环形槽19。而且，在该环形槽19上，在加工用辊24a、24b间连续缠绕有用于切割工件W的切割线26。由此，在加工用辊24a、24b间形成由平行并列的多条切割线26组成的线列(图3中，省略了中间部的局部。)。而且，通过利用切割线供给机构25的未图示的卷取电机及切割机构23的未图示的行走用电机搬运切割线26，切割线26在加工用辊24a、24b间行走。这时，切割线26—边重复以一定量前进且以一定量后退的动作而作为整体一点一点地向前给进，一边进行工件W的切割。另外，也可以一边单向连续进给切割线26，一边进行工件W的切割。另外，加工用辊24a、24b至少设置一对即可。另外，若为相隔规定间隔相互平行配置的结构，则也可以设置三根以上加工用辊。在切割机构23的上部配置有加工液供给装置29。另外，在切割机构23的上方的加工室22内可升降地安装有用于支承工件W的工件支承装置28。[0129]加工液供给装置29对在加工用辊24a、24b间行走的切割线26供给机油中混合有游离磨粒的加工液S。另外，在后面详述加工液供给装置29的详细结构。[0130]切割线供给机构25是例如将缠绕在卷筒27a上的切割线26向进行工件W的切割的加工用辊24a、24b抽出，同时在卷筒27b进行回收的装置，如图3所示，具有横梁25a、张力施加机构25b、多个导棍25c。[0131]横梁25a配置于卷筒27a、27b的附近，在卷筒27a、27b的轴向上移动，通常将切割线26以规定角度拉出。[0132]张力施加机构25b以对在卷筒27a、27b和加工用辊24a、24b间搬运的切割线26 施加一定的张力的方式进行调整。[0133]多个导辊25c是将切割线26向期望方向诱导的辅助辊，在线切割机20的装置内的卷筒27a、27b和加工用辊24a、24b之间的搬运路径上配置有多个。[0134]切割线26的一端与设置于基台21上的一对卷筒27a、27b中、例如一个卷筒27a 连接并缠绕于其上。而且，切割线26经由对切割线26施加张力的张力施加机构25b、多个导辊25c缠绕在形成于加工用辊24a、24b的表面上的环形槽19中。而且，切割线26的另一端经由从加工用辊24a、24b施加张力的张力施加机构25b，与另一个卷筒27b连接并缠绕于其上。在该状态下，通过行走用电机及追随行走用电机控制的卷取电机进行驱动，能够使切割线26在加工用辊24a、24b间行走。[0135]工件W通过被按压于在加工用辊24a、24b间行走的切割线列上，而被切割成基于切割线26的间距间隔的厚度，同时形成多片晶片。具体而言，以从加工液供给装置29向行走中的切割线26上供给加工液S的状态，通过工件支承装置28，工件W朝着切割机构23下降。由此，工件W被按压于在加工用辊24a、24b间行走中的切割线26上而被切割。[0136](工件W的保持机构)[0137]其次，详细说明线切割机20包含的工件W的保持机构。[0138]在本实施方式中，如图4所示，玻璃板31及金属板32粘接固定在工件W的上面。[0139]在金属板32的上面通过未图示的多个螺栓可拆装地安装有金属质被保持体33。[0140]在被保持体33的上面突出设置有多个被保持片34。在各被保持片34的顶壁上面形成有被限制面34a。[0141]工件支承部件35是用于支承工件W的保持装置，通过由未图示的进给用电机或直线导轨等组成的移动机构相对于架设在加工用辊24a、24b间的切割线26以能够升降的状态配置于加工室22内。在工件支承部件35的下面支承有能够与被保持体33上的卡合部卡合的正面形状大致呈倒T字形的作为保持装置的多个保持部件36。另外，在工件支承部件35的上面配置有多个气缸37。而且，通过气缸37提升保持部件36，与保持部件36呈卡合状态的被保持体33经由卡合部被提升，将被保持体33上的被限制面34a压接于工件支承部件35的下面的限制面35a。其结果是，工件W以悬挂状态保持在工件支承部件35的限制面35a。[0142](加工液供给装置29)[0143]本实施方式的加工液供给装置29为了使加工液S有效地进入工件W的切割槽Wa 内并高效地进行切割，而采用如下结构。[0144]即，加工液供给装置29如图4所示，具有以在切割线26的行走方向上夹持向切割时相互平行配置的加工用辊24a、24b之间的空间下降的工件W的方式设置于工件W的两侧的，例如金属质的槽道部件(线切割机用槽道装置)40、40。另外，图4的工件W的下方的纵向箭头表示工件W的移动方向。另外，加工液供给装置29具有主泵50、连接主泵50和管道部件40、40的连通配管51。槽道部件40沿着在加工用辊24a、24b的外周面中的上部彼此之间行走的切割线26，贯穿线列的整个宽度设置，对朝向进行工件W的切割的部分行走的切割线26供给加工液S。图5中的横向的点划线箭头Al表示切割线26的行走的朝向。另外，下面，为了便于说明，说明图4中配置于工件W的右侧的槽道部件40的结构，配置于工件W的左侧的槽道部件40的结构也相同。槽道部件40如图5所示，具有加工液贮存部41 (连通部)、第一槽道42、下部部件43、及前端部件44。加工液贮存部41与主泵50通过连通配管51连接，暂时贮存由主泵50加压输送的加工液S，经由下孔41a向与其连通第一槽道42加压输送。第一槽道42在内部具有用于将从加工液贮存部41输送来的加工液S沿与切割线26大致平行的方向，输送至切割开始点47的第一加工液供给空间S I。另外，图5中的双点划线的箭头A2表示加工液S加压输送的朝向。在第一槽道42，在工件W侧的前端经由由弹性体、或其它材料构成的衬垫45，安装有下述板状前端部件44。因此，通过更换衬垫45，能够改变前端部件44和工件W的相对面Wl之间的空隙的大小。另外，下部部件43设置于第一槽道42的下方，能够在切割线26的行走方向上移动，能够改变下部部件43和工件W的相对面Wl之间的空隙的大小。第二槽道46由下部部件43的上面43a、第一槽道42的下面42a及前端部件44的下面44b构成。将由前端部件44的下面44b、下部部件43的上面43a、工件W的相对面Wl包围的空间称作第二加工液供给空间S2 (内部空间)。加工液供给空间S2位于切割开始点47的周围。另外，将由第一槽道42的下面42a和下部部件43的上面43a夹持的空间称作第三加工液供给空间S3 (内部空间)。切割线26在第二加工液供给空间S2及第三加工液供给空间S3的内部行走。前端部件44的下面44b作为形成第二加工液供给空间S2的上面的上板起作用。而且，下部部件43的上面43a作为形成第二加工液供给空间S2的下板起作用。而且，第一槽道42的下面42a作为形成第三加工液供给空间S3的上面的上板起作用，下部部件43的上面43a作为形成第三加工液供给空间S3的下板起作用。进而，通过前端部件44和下部部件43，朝向工件W形成有开口部。前端部件44由与槽道部件40相同的材料、例如金属形成。前端部件44的前端弯折形成凸缘状的法兰部44a。法兰部44a相对于在加工辊24a、24b之间的空间移动的工件W的相对面Wl大致平行地设置。另外，法兰部44a也可以作为其它部件安装于前端部件44上。由此，能够抑制加工液S从槽道部件40的前端和工件W的相对面Wl之间的空隙漏出的量，能够更有效地提高第二加工液供给空间S2内的加工液的压力。第二加工液供给空间S2在槽道部件40内，配置于切割线26的行走方向上的工件W的正上游侧，向与工件W接触而切割工件W的切割线26供给加工液S。另外，第二加工液
10供给空间S2如上所述，由第一槽道42的下面42a、下部部件43的上面43a、工件W的相对面Wl包围而形成。而且，第二加工液供给空间S2为了使加工液S有效地进入通过与切割线26的接触而形成的工件W的切割槽Wa内，而施加压力。[0157]第二加工液供给空间S2内产生的压力是由上述加工液供给装置29中包含的主泵 50加压输送来的加工液S，以保持封在由第一槽道42及下部部件43形成的第一 ·第二加工液供给空间S1、S2内的状态，输送至接近切割开始点47的正上游侧而产生的。[0158]而且，在第二加工液供给空间S2内，表面附着有加工液S的切割线26高速行走， 附着于切割线26的表面上的加工液S与工件W的相对面Wl冲突。这时，如上所述，第二加工液供给空间S2内产生压力，将以往与工件W的相对面Wl冲突向周边飞溅的加工液S封在第二加工液供给空间S2内，保持不向周边飞溅。[0159]由此，以切割开始点47为中心，形成局部压力高的局部压力上升部分。该局部压力上升部分形成于工件W的切割槽Wa附近，因此，加工液S能够进入切割槽Wa的深处。其结果，在本实施方式的线切割机20中，与以往相比，能够将加工液S供给到工件W的切割槽 Wa深处，提高切割线26的切割效率。[0160]更进一步的说，在现有线切割机中，不能充分提高切割开始点附近的切割线26周边的压力，因此，如图6 (a)所示，工件W的切割槽Wa内的加工液S只存在于切割线26的周边，数量少。因此，在现有线切割机中，切割工件W时，在工件W的切割槽Wa中，不能将足够量的加工液S供给到切割线26的行走方向上的最下游侧，存在不能确保充分的切割性能的可能性。[0161]对此，在本实施方式的线切割机20中，通过设置形成上述第二加工液供给空间S2 的槽道部件40，能够使工件W的切割槽Wa内的加工液S不仅存在于切割线26的周边，而且在切割槽Wa内广泛存在。[0162]其结果，在本实施方式的线切割机20中，在切割工件W时，在工件W的切割槽Wa 中，能够将足够量的加工液S供给到切割线26的行走方向上的最下游侧。因此，与现有线切割机相比，能够大幅提高工件W的切割性能，能够得到例如切割效率的提高，加工液供给量的降低等效果。[0163]下面，在各实施例中，使用不具有槽道部件40的现有线切割机(下面，称为现有结构)和本实施方式的线切割机20 (下面，称为本实施方式的结构)进行切割实验，验证采用本实施方式的结构得到的各种效果。[0164]<实施例I >[0165]在本实施例中，进行确认使用图7所示的槽道部件40实施工件W的切割时，改变工件W相对于切割线26的进给速度(下面，称为工件W的进给速度)、切割线26的行走速度、 加工液S的供给量的各条件下的切割性能的实验。[0166]另外，在图7的槽道部件40中，图5所示的槽道部件40和前端部件44的构造不同，呈开口部宽的形状。[0167]另外，在本实施例中，如图7所示，使用将第一槽道42的前端部件44和工件W的相对面Wl的距离设定为7mm，下部部件43和工件W的相对面Wl之间的距离设定为5mm，第二加工液供给空间S2的上板和下板之间的距离设定为Ilmm的槽道部件40。[0168]作为具体的实验条件，如图8所示，首先，将某一工件W的进给速度设为基准速度VI，某一加工液S的流量设为基准流量Ql，将此作为条件I。而且，条件2相对于条件I将工件W的进给速度提高15%。条件3相对于条件I将工件W的进给速度提高15%，并将加工液S的流量减半。条件4相对于条件I将切割线26的行走速度降低15%。[0169](切割线截面积减少率)[0170]首先，对现有结构和本实施方式的结构，比较切割前后切割线26的截面积减少了多大程度。[0171]其结果如图9所示，在条件I中，在现有线切割机中，切割线截面积的减少率为 17%。以下，将此作为基准减少率。相对于此，在本实施方式的结构中，切割线截面积只减少了 15%，能够使切割线截面积的减少率(损耗量)降低2%。即，可知通过使用上述实施方式的槽道部件40，能够延长切割线26的寿命。[0172]在条件2中，相对于条件I，将工件W的进给速度提高15%，在现有结构中，切割线截面积减少率为19%，比基准减少率(17%)增加了 2%。对此，在本实施例中，即使在将工件 W的进给速度提高15%时，切割线截面积减少率为17%，与基准减少率相同。换言之，在上述实施方式的结构中，维持与现有相同的线进给速度、加工液S的供给量、切割线26的截面积减少率(17%)，并且将工件W的进给速度提高15%。这相当于能够将工件W的切割效率提高 15%。[0173]在条件3中，相对于条件2，工件W的进给速度相同(由条件I提高15%)，将加工液 S的供给量减半。在现有结构中，切割线截面积减少率些许减少，在上述实施方式的结构中， 切割线26的截面积减少率稍微增加。[0174]可知在条件4中，相对于条件1，将工件W的进给速度降低15%，在现有结构中，切割线截面积减少率约为19. 5%，相对基准减少率(17%)增加了 2. 5%，相反，在上述实施方式的结构中，切割线26的截面积减少率约为17. 5%，相对基准减少率(17%)增加了 O. 5%，虽没有得到将工件W的进给速度提高15%程度的效果，但是也能够谋求切割线26的使用量的降低。[0175](切割线行走用电机的输出)[0176]然后，使用图10说明在各条件I 4中，调查切割加工中的切割线26行走用电机的输出(切割阻力的大小)的变化的结果。[0177]各条件I 4，如图10所示，本实施方式的结构中的行走用电机输出的切割时增加量与现有结构相比，降低了 20%以上。S卩，可知本实用新型使得切割阻力变小。[0178]作为其主要原因，本实施例的情况下，能够以向工件W的切割槽Wa内供给足够量的加工液S的状态进行切割，因此，不存在加工液用完等引起的切割阻力的增加的问题，能够以切割阻力小的状态进行切割。[0179]由上可知，本实施例，与以往相比，能够得到切割线截面积减少率降低，切割阻力降低等效果，与以往相比，能够进一步提高切割性能。[0180]<实施例2>[0181]在本实施例中，进行确认使用图11及图12 (a) 图12 (C)所示的三种槽道部件 40实施工件W的切割时，改变工件W的进给速度、加工液S的供给量的各条件下的切割性能的实验。[0182](槽道)[0183]具体而言，如图11所示，作为槽道1，使用将第一槽道42的前端部件44和工件W的相对面Wl的距离设定为7mm，下部部件43和工件W的相对面Wl之间的距离设定为5mm，第三加工液供给空间S3的上板和下板之间的距离设定为11mm，与工件W的相对面Wl对面的第二加工液供给空间S2的前端开口的高度距离设定为23mm的槽道部件40。另外，作为槽道2，使用将第一槽道42的前端部件44和工件W的相对面Wl的距离设定为2mm，下部部件43和工件W的相对面Wl之间的距离设定为2mm，第二加工液供给空间S2的上板和下板之间的距离设定为11mm，与工件W的相对面Wl对面的第二加工液供给空间S2的前端开口部的高度距离设定为Ilmm的槽道部件40。作为槽道3，使用将第一槽道42的前端部件44和工件W的相对面Wl的距离设定为3mm，下部部件43和工件W的相对面Wl之间的距离设定为2mm，第三加工液供给空间S3的上板和下板之间的距离设定为11mm，与工件W的相对面Wl对面的第二加工液供给空间S2的前端开口部的高度距离设定为23mm的槽道部件40。(实验条件)作为对于各槽道=1 3的实验条件，如图13所示，将某一工件W的进给速度设为基准速度V2，某一加工液S的流量设为基准流量Q2，将此作为条件11。而且，条件12相对于条件11，将工件W的进给速度UP15%，将加工液S的流量减半。(切割线截面积减少率和槽道)图14是在条件11及条件12中，使用现有结构及使用各槽道I 3的结构进行切割实验时的切割线截面积减少率的比较。在条件11中，在现有结构中，减少率为17%。以下，将此作为基准减少率。在条件11中，与现有结构相比，使用槽道1、2的结构的切割线截面积减少率小，抑制了切割线的损耗量。使用槽道I的结构的切割线截面积减少率与基准减少率(17%)相比，减少了约I. 7%，使用槽道2的结构的切割线截面积减少率与基准减少率(17%)相比减少了约 I. 3%ο另外，在将加工液S的供给量减半，将工件W的进给速度提高15%的条件12中，在现有结构中，切割线截面积减少率约为18. 8%，对此，在使用槽道I的结构中约为17. 3%，在使用槽道2的结构中约为18. 4%，切割线截面积减少率小，抑制了切割线的损耗量。在槽道3中，是与以往相同的结果。(切割线行走用电机输出增加部分)然后，利用图15，说明调查各槽道I 3在条件11及条件12中，切割加工中的切割线26行走用电机的输出(切割阻力的大小)的变化的结果。在此，将工件W未被按压在切割线26上时的状态的运转定义为空转，调查相对于该空转时，在现有线切割机装置及使用各槽道I 3的线切割装置中，将工件W按压在切割线26上进行切割时的行走用电机的输出的增加部分。如图15所示，可知在条件11中，现有线切割装置中的相对于空转时的行走用电机的输出的增加量约为5. 2kw，对此，在槽道1、2中，分别约为3. 9kw、5kw，与以往相比，能够减少行走用电机输出的增加量(与空转时的差)。另外，可知在条件12(工件W的进给速度提高15% +加工液S的供给量减半)中，现有线切割装置中的相对于空转时的行走用电机的输出的增加量约为5. 3kw，对此，在槽道
13I 3中，分别约为4kw、4. 7kw、4. 7kw，各槽道I 3与以往相比，能够减少行走用电机输出的增加量(与空转时的差)。进一步可知在槽道I 3的中，槽道I的结果最能够减少行走用电机输出的增加量(与空转时的差)。由以上结果可知，使用本实施例的槽道I 3的情况下，与以往相比能够降低切割时的阻力，特别是使用槽道I时最能够降低切割时的阻力。〈槽道前端部和工件相对面的距离〉在此，利用图16，说明在搭载有上述本实施方式的槽道部件40的线切割机20中，关于切割线消耗量相对于槽道部件40的前端部分(法兰部44a)和工件W的相对面Wl的距离的降低比例进行实验的结果。其结果如图16所示，可知管道前端和工件相对面Wl的距离越小，切割线消耗量的降低比例越大。例如，将槽道前端和工件相对面Wl的距离设定在9mm以下的情况下，切割线消耗降低量的比例增加10%以上，因此此距离设定为9mm以下较好。特别是，将槽道前端和工件相对面Wl的距离设定在7mm以下的情况下，切割线消耗降低量的比例增加约13%以上，因此此距离设定为7mm以下更好。〈第二加工液供给空间S2内的加工液压力的模拟〉在此，利用图17 (a) 图21说明通过模拟来调查搭载有上述槽道部件40的线切割机20中的第二加工液供给空间S2内的加工液S的压力的结果。(加工液流量和加工液压力)首先，图17 Ca) 图17 Cd)表示使加工液供给装置29的主泵50的加工液S的供给量在标准流量、二倍流量、四倍流量、八倍流量变化时的第二加工液供给空间S2内的加工液S的压力。另外，这时的标准流量与实验条件中的基准流量无关。由此，如图26 (a)所示，可知即使加工液S的流量为标准流量，也会在切割线26附近产生压力高的部分(局部压力上升部)。这表示由于将附着在切割线26上的加工液以与工件W的相对面Wl冲突时不向周围飞溅的方式封在第二加工液供给空间S2内，所以加工液S的压力在局部为高值。另外，如图17 (b) 图17 (d)所示，可知若加工液S的流量为二倍流量、四倍流量、八倍流量，则切割线26附近产生的压力高的部分的范围变大。根据以上结果，若使加工液供给装置29的主泵50的加工液S的流量上升，则能够局部提高切割线26的切割开始点47附近的加工液S的压力。其结果，能够在切割线26的切割槽Wa内有效地压入比以往更大量的加工液S，因此能够防止切割槽Wa内加工液S用完引起的切割不良或切割线26的损耗量增加，提高切割性能。(切割线速度和加工液压力)然后，图18 (a) 图18 (C)表示使切割线26的行走速度在标准速度、五倍速度、十倍速度变化时的第二加工液供给空间S2内的加工液S的压力。另外，该情况的标准速度与实验条件中的基准速度无关。图19是将图18 (a) 图18 (C)的结果数值化的图表。由该图表可知，切割线26的行走速度越大，第二加工液供给空间S2内的加工液S的压力越高。[0214](槽道前端和工件相对面的距离与加工液压力)[0215]然后，图20 (a) 图20 (C)表示使槽道前端和工件相对面Wl的距离在0mm、1mm、 2mm变化时的第二加工液供给空间S2内的加工液S的压力。另外，图21表示槽道前端和工件相对面Wl的距离与切割开始点47附近的加工液压力的关系。[0216]据此，如图20 (C)、图20 (b)所示，管道前端和工件W的相对面Wl的距离为2mm， Imm的情况下，在切割开始点47的周围形成局部压力(以下，称为局部压力。)高的局部压力上升部。另外，如图21所示，与上述距离为2mm时相比，距离更小的Imm时的局部压力大。[0217]另一方面，如图20 (a)及图21所示，管道前端和工件的相对面Wl的距离大致为O 的情况下，与距离为Imm时相比，局部压力变小。这表示附着在切割线26上的加工液S与工件W的相对面Wl冲突时，在第二加工液供给空间S2附近发生逆流，卷起漩涡，因而不能把全部运动能量转变成静压。[0218]S卩，可知直到槽道前端和工件W的相对面Wl的距离约为Imm为止，槽道前端和工件W的相对面Wl的距离越小，切割开始点47上的加工液S的压力越大，但是若距离小到为 0，则局部压力并不进一步升高。[0219][其它实施方式][0220]上面，说明了本实用新型的一实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，可以在不脱离实用新型的宗旨的范围内进行各种变更。[0221](A)[0222]在上述实施方式中，对于包括槽道部件40的前端部(最接近前端部件44的工件W 的部分)和工件W的相对面Wl的距离在内的各部的尺寸，列举一例进行了说明。但是，本实用新型并不限于此。[0223]例如，如图22 Ca)所示，对于槽道部件40的前端部(最接近前端部件44的工件 W的部分)和工件W的相对面Wl的距离δ、前端部件44中与切割线26平行的部分的长度 LI、下部部件43的长度L2、第一槽道42与第二槽道46汇合且加工液流入的部分的长度L3、 第二加工液供给空间S2的上板和下板的距离dl、第二加工液供给空间S2的上板和切割线 26的距离d2等的尺寸，根据例如切割线的进给速度、加工液的材质或粘度、工件的种类等适当改变最佳尺寸即可。[0224]另外，如图22 (b)所示，可以将槽道部件140做成具有加工液贮存部141、第一槽道142、及第二槽道143的逆T字形。这时，第一槽道142和第二槽道143不限于大致垂直。 即使这样，通过将加工液S从主泵50加压输送，第二加工液供给空间S2的压力也上升，而且，通过切割线26的引入，局部压力上升部在切割开始点47的附近产生，加工液被适当地向切割槽Wa内供给。[0225]另外，该情况下，在第一槽道142没有设置前端部件，但是第二槽道143的上边最接近工件W的位置143a成为前端部。[0226]而且，可以弯折第一槽道142的前端，设置法兰部，也可以在第一槽道142的前端安装其它部件的法兰部。[0227](B)[0228]在上述实施方式中，列举了为了保持第二加工液供给空间S2内的压力，在槽道部件40的前端部件44的前端相对于工件W的相对面Wl大致平行地设有法兰部44a的例子，进行了说明。但是，本实用新型并不限于此。[0229]例如，如图23 (a)所示，也可以代替上述法兰部44a，将沿着工件W的相对面Wl大致垂直的方向配置的由橡胶等弹性部件组成的密封部件244a设置在槽道部件140的前端。 另外，密封部件244a可以接触工件W，也可以不接触工件W。[0230]另外，如图23 (b)所示，密封部件244a不限于与工件W的相对面Wl大致垂直的方向，也可以倾斜。[0231]而且，密封部件244a可以如图23(c)所示，大致垂直地设置于法兰部44a的前端， 也可以被法兰部44a覆盖，延长法兰部44a。而且，也可以将法兰部44a以其原来的状态置换为密封部件244a。[0232]或者，代替密封部件244a，也可以使用如由弹性部件或金属材料等构成的波纹管等那样，形状易于根据工件的形状变化而变化的的部件。[0233]这时，使用密封部件244a或波纹管的优点在于相对于工件W设置槽道部件140 时，即使不严格地符合工件W的相对面Wl和管道部件44的前端部的距离，也可以通过密封部件244a或波纹管在设置后进行调整。密封部件244a或波纹管可以安装在图22 (b)所示的槽道部件140的前端。[0234]另外，如图23 (d)所示，法兰部44a可以相对于工件W的相对面Wl倾斜设置。另外，也可以没有法兰部44a，也可以将法兰部44a作为另外部件安装在第一槽道42的前端。[0235]任何一种情况都能够抑制加工液S从槽道部件140的前端和工件W的相对面Wl 之间的空隙漏出的量，进一步提高第二加工液供给空间S2内的加工液的压力。[0236](C)[0237]在上述实施方式中，列举在一边切换切割线26的行走方向，一边进行工件W的切割的线切割机20中，在切割线26的行走方向上，加工液供给装置29以夹持工件W的方式设置于工件W的两侧的例子，进行了说明。但是，本实用新型并不限于此。[0238]例如，在以使切割线单向行走的状态下进行工件的切割的线切割机的情况下，也可以将加工液供给装置29只设置在工件的上游侧。[0239]换言之，本实用新型能够适用于一边使切割线单向行走，一边进行工件的切割的线切割机和一边切换切割线的行走方向，一边进行工件的切割的线切割机这两者。[0240](D)[0241]在上述实施方式中，列举作为槽道部件的材质使用金属的例子进行了说明。但是， 本实用新型并不限于此。[0242]例如，只要是能够承受加压输送加工液S时的压力的材质即可，也可以是树脂或高分子化合物等非金属材料。[0243](E)[0244]在上述实施方式中，列举作为加工液加压输送装置使用主泵50的例子进行了说明。但是，本实用新型并不限于此。[0245]例如，也可以与主泵50分开另外设置副泵，向工件W的相对面Wl和线26的接触部加压输送加工液。[0246](F)[0247]另外，在上述实施方式中，列举使用油剂中混合有游离磨粒的加工液的类型的线切割机的例子进行了说明，但是，并不限于此。例如，也能够使用将游离磨粒混在水性溶液的加工液，另外，还能够事先使金刚石等磨粒附着在线上，作为加工液，对线切割机使用不混合游离磨粒的油性或水性的冷却液的类型。产业上的可利用性本实用新型的线切割机能够起到防止加工液向周围飞溅，并且将加工液充分地向切割槽供给，从而提高切割性能的效果，因此能够广泛适用于用于切割各种被切割材的线切割机。
1权利要求1.一种线切割机，一边向行走的切割线供给加工液，一边将工件按压在所述切割线上进行切割，其特征在于，具备加工液供给部，其从所述切割线的行走方向的上游侧对行走中的所述切割线供给所述加工液；移动机构，其使所述工件相对于行走中的所述切割线相对移动，所述加工液供给部具有加工液加压输送装置，其加压输送所述加工液；槽道部件，其以所述切割线通过其内部，并且其前端部接近所述工件而进行配置，将所述加工液向所述切割线和所述工件的相对面的接触部供给，所述加工液是从连接的所述加工液加压输送装置加压输送的。
2.如权利要求I所述的线切割机，其特征在于，还具备从所述槽道部件的前端部凸出的法兰部。
3.如权利要求2所述的线切割机，其特征在于，所述法兰部相对于所述工件的相对面平行配置。
4.如权利要求2或3所述的线切割机，其特征在于，所述法兰部由与所述槽道部件相同的材料形成。
5.如权利要求I 3中任一项所述的线切割机，其特征在于，在所述槽道部件的前端部设有由弹性部件或波纹管组成的密封部件。
6.如权利要求5所述的线切割机，其特征在于，所述密封部件接触所述工件。
7.如权利要求I 3、6中任一项所述的线切割机，其特征在于，所述槽道部件的前端部和所述工件的相对面之间的空隙的大小可变。
8.如权利要求I 3、6中任一项所述的线切割机，其特征在于，所述槽道部件的前端部和所述工件的相对面之间的空隙为9mm以下。
9.如权利要求I 3、6中任一项所述的线切割机，其特征在于，所述槽道部件的前端部和所述工件的相对面之间的空隙为7mm以下。
10.如权利要求I 3、6中任一项所述的线切割机，其特征在于，所述加工液供给部只设置在所述切割线的行走方向的所述工件的上游侧。
11.如权利要求I 3、6中任一项所述的线切割机，其特征在于，所述加工液供给部设置在上游侧及下游侧。
12.—种线切割机用槽道装置，其安装于一边向行走的切割线供给加工液，一边将工件按压在所述切割线上进行切割的线切割机上，其特征在于，具备连通部，其与加压输送所述加工液的加工液供给部连通；开口部，其与所述工件接近配置；内部空间，其中通过所述切割线，从所述切割线的行走方向的上游侧向所述工件被切割的部分加压输送所述加工液。
专利摘要本实用新型提供一种线切割机及线切割机用槽道装置，其能够防止加工液向周围飞溅，并且将加工液充分地向切割部分供给，从而提高切割性能。线切割机(20)具备加工液供给装置(29)，其供给加工液S；气缸(37)，其使工件W相对于行走中的切割线(26)相对移动；槽道部件(40)，其与加工液供给装置(29)连接，与工件W接近配置，具有切割线(26)通过的第二加工液供给空间S2，并且从切割线(26)的行走方向的上游侧向工件W被切割的部分供给加工液S，在第二加工液供给空间S2中的工件W附近产生静压。
文档编号B23H7/02GK202726234SQ20122013547
公开日2013年2月13日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年2月29日
发明者储仁才, 森本茂夫, 箕西干夫, 谷崎启, 河津知之, 藪洋佑 申请人:小松Ntc株式会社