一种金刚石切割线切割能力的检测方法和装置与流程

本发明涉及金刚石切割线的技术领域，特别涉及一种金刚石切割线切割能力的检测方法和装置。

背景技术：

金刚石切割线指将金刚石颗粒用粘结剂固结到钢线基体上形成的线形切割工具。粘结剂主要有两种，一种是金属(主要是金属镍)，一种是树脂。采用金属粘结剂的切割线一般用电镀的方法制造，叫做电镀金刚石切割线(简称金刚线)；采用树脂为粘结剂的切割线一般用涂覆的方法制造，叫做树脂金刚石切割线(简称树脂线)。金刚石切割线一般用于硅晶体等硬脆材料的切割加工。

金刚石切割线的切割能力是指在一定切割条件下，一定时间内切除材料量的多少。切除材料量越多说明切割能力强。影响金刚石切割线切割能力的因素较多，如：切割线表面金刚石颗粒的数量、分布均匀性，金刚石颗粒的形状、粘结剂的厚度、粘结剂的力学性质等。因此客观评判金刚石切割线的切割能力较为困难。在实际应用中，评判金刚石切割线切割能力的方法有两种。一种是实际切割实验，即采用实际切割设备对切割工件进行实际切割，通过实际切割检测金刚石切割线的切割能力。这种实际切割检测金刚石切割线切割能力的方法能客观、准确反映切割能力，但是主要存在以下问题：(1)检测成本高，实际切割设备一次切割实验至少需要几公里甚至十几公里的切割线才能完成实际切割检测，同时切割材料通常价格较高。(2)检测时间长，实际切割设备准备时间，切割时间都较长。第二种是小型切割机切割实验，即采用通用的小型金刚石线锯切割机切割某种尺寸的材料，判断切割线的切割能力。这种方法的检测成本较低，但是主要存在以下问题：(1)不能客观反映金刚石切割线的实际切割能力。切割线实际使用时一般线速度较高，而通用的小型切割机的最高线速度往往较低，因此采用小型金刚石线锯切割机切割实验不能反映切割线实际高速切割下的切割能力，(2)使用的切割线较长，小型金刚石线锯切割机切割实验每次仍需要使用几十米到上百米的切割线；(3)无法控制金刚石切割线圆周面上的均匀磨损，难以准确反映切割线的切割能力。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的检测方法检测成本高、时间长或不能客观反映金刚石切割线的实际切割能力的问题，本发明提供了一种金刚石切割线切割能力的检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种金刚石切割线切割能力的检测方法，是通过单向旋转的砂轮压力接触并压紧张紧后的金刚石切割线，使金刚石切割线在砂轮表面产生相对高速压力切割运动，以模拟金刚石切割线对工件的高速切割，通过测量砂轮圆周表面上切出的环形槽深度来判断金刚石切割线的切割能力的高低。

为了使检测结果更为客观，作为辅助功能，金刚石切割线可绕自身轴线转动，使沿圆周方向均匀磨损；同时金刚石切割线产生一定行程的往复运动，使行程内的金刚石切割线参与切割能力的检测。

砂轮单向旋转，通过控制电机转速，使砂轮转速达到切割线实际切割速度，模拟切割线对工件的高速切割，从而准确反映金刚石切割线的实际高速切割能力；金刚石切割线的绕自身轴线的转动可实现检测过程中金刚石切割线圆周方向均匀磨损，准确反映切割线的实际切割能力；检测使用的金刚石切割线长度较短，降低检测成本的同时可以在较短时间内可实现切割线达到一定程度的磨损，缩短了检测时间；金刚石切割线一定行程的往复运动可实现一定长度的切割线参与切割能力检测，往复运动的行程为实际参与检测的金刚石切割线的长度。

本发明的另一个发明目的是提供一种金刚石切割线切割能力的检测装置，包括机座、拖板、切割线张紧及旋转系统、切割线往复运动系统、砂轮旋转系统和砂轮垂直进给系统，切割线张紧及旋转系统和切割线往复运动系统通过拖板相互连接；砂轮垂直进给系统包括升降电机、升降丝杠和升降板，升降板通过四根导柱安装在机座上，升降丝杠一端通过升降螺母安装在机座上，另一端通过第一联轴器与升降电机连接，升降电机安装在升降板上；砂轮旋转系统包括砂轮、主轴架和砂轮旋转电机；砂轮旋转电机的主轴安装在主轴架上，主轴架固定安装在升降板上，砂轮旋转电机的主轴一端固定安装砂轮，另一端通过第二联轴器和砂轮旋转电机相连。

砂轮可以单向旋转，通过控制砂轮旋转电机转速，可以使砂轮的转速较高，实现较高的线速度，模拟切割线对工件的高速切割，从而准确反映金刚石切割线的实际高速切割能力；被切割工件为圆柱形结构的砂轮，通过砂轮的高速转动实现金刚石切割线对砂轮的高速切割。

本发明提供的切割线张紧及旋转系统包括左电机、左半轴、左夹头、左轴架、滑板、两组第一滑块、两根相互平行的第一导轨、气缸、右轴架、右半轴、右夹头和右电机；左电机轴通过第三联轴器器与左半轴连接，左夹头固定安装在左半轴的一端，左半轴安装在左轴架上，左轴架固定安装在滑板上，每个第一滑块的一面均平行固定在滑板下方，另一面安装在第一导轨上，第一导轨平行安装在拖板上；右电机轴通过第四联轴器与右半轴连接，右夹头固定安装在右半轴的一端，右半轴安装在右轴架上，右轴架固定安装在拖板上，左电机和右电机分别固定安装在拖板上。

金刚石切割线的绕自身轴线的转动可实现检测过程中金刚石切割线圆周方向均匀磨损，准确反映切割线的实际切割能力；检测使用的金刚石切割线长度较短，可以降低检测成本；在较短时间内可实现切割线达到一定程度的磨损，因此缩短了检测时间。

本发明提供的切割线往复运动系统包括往复电机、两根第二导轨、两组第二滑块和往复丝杠，往复电机固定安装在机座上，往复电机的主轴通过第四联轴器与往复丝杠连接，往复丝杠通过丝杠支架安装在机座上，往复丝杠通过丝杠螺母与拖板相连，两根第二导轨平行安装在机座上面，每个第二滑块均一面安装在往复导轨上，另一面安装在拖板上。

金刚石切割线一定行程的往复运动可实现一定长度的切割线参与切割能力检测，往复运动的形成为实际参与检测的金刚石切割线的长度。

附图说明

图1为本发明所提供的金刚石切割线切割能力的检测装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的金刚石切割线切割能力的检测装置的俯视图；

图3为图1沿a-a方向的截面图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种金刚石切割线切割能力的检测方法和装置，以解决现有技术中的方法和装置不能客观反映金刚石切割线的实际切割能力的技术问题。

为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明。

一种金刚石切割线切割能力的检测装置，包括机座21、拖板28、切割线张紧及旋转系统、切割线往复运动系统、砂轮旋转系统和砂轮垂直进给系统，切割线张紧及旋转系统和切割线往复运动系统通过拖板相互连接。如图1-3所示，切割线张紧及旋转系统包括左电机1、左半轴4、左夹头8、左轴架6、滑板7、两组第一滑块5、两根相互平行的第一导轨3、气缸9、右轴架14、右半轴15、右夹头13和右电机17；左电机轴通过第三联轴器器2与左半轴连接，左夹头8固定安装在左半轴4的一端，左半轴4安装在左轴架6上，左轴架6固定安装在滑板7上，每个第一滑块5一面均平行固定在滑板7下方，另一面安装在第一导轨3上，第一导轨3平行安装在拖板28上；右电机轴通过第四联轴器16与右半轴15连接，右夹头13固定安装在右半轴15的一端，右半轴15安装在右轴架14上，右轴架14固定安装在拖板28上，左电机1和右电机17分别固定安装在拖板28上。切割线往复运动系统包括往复电机20、两根第二导轨22、两组第二滑块23和往复丝杠27，往复电机20固定安装在机座21上，往复电机20的主轴通过第四联轴器19与往复丝杠27连接，往复丝杠27通过丝杠支架18安装在机座21上，往复丝杠27通过丝杠螺母26与拖板28相连，两根第二导轨22平行安装在机座21上面，每个第二滑块23均一面安装在往复导轨22上，另一面安装在拖板28上。砂轮垂直进给系统包括升降电机12、升降丝杠24和升降板30，升降板30通过四根导柱29安装在机座21上，升降丝杠24一端通过升降螺母25安装在机座21上，另一端通过第一联轴器34与升降电机12连接，升降电机12安装在升降板30上。砂轮旋转系统包括砂轮10、主轴架33和砂轮旋转电机31；砂轮旋转电机31的主轴安装在主轴架33上，主轴架33固定安装在升降板30上，砂轮旋转电机31的主轴一端固定安装砂轮10，另一端通过第二联轴器32和砂轮旋转电机31相连。

本发明提供的金刚石切割线切割能力的检测方法为：

使张紧的短距离金刚石切割线往复运动的同时绕自身轴线转动，并通过单向旋转的砂轮压力接触并压紧金刚石切割线，使金刚石切割线在砂轮表面产生相对高速压力切割运动，以模拟金刚石切割线对工件的高速切割，通过测量砂轮圆周表面上切出的环形槽深度来判断金刚石切割线的切割能力的高低。

金刚石切割线11的张紧及旋转系统实现切割线的张紧和旋转，金刚石切割线两端固定在左夹头8和右夹头13后，气缸9工作，驱动滑板7向左运动，从而带动左半轴4和左夹头8向左运动，实现金刚石切割线11的张紧；砂轮旋转系统的砂轮旋转电机31带动砂轮10以一定速度旋转，垂直进给系统的升降电机12工作，通过升降丝杠24和升降螺母25，使升降板30沿着导柱29下降，使砂轮11以一定压力压紧在金刚石切割线11上，从而使金刚石切割线11和砂轮10圆周面间产生一定压力的相对切割运动；金刚石切割线11往复运动系统的往复电机20正、反向旋转，通过往复丝杠27、丝杠螺母26使拖板28往复运动，实现金刚石切割线11的往复运动，使一定长度的金刚石切割线11参与和砂轮10的相对切割运动。金刚石切割线11对砂轮10进行切割，会在砂轮10圆周面上切出圆形槽，同时金刚石切割线11本身在砂轮10的作用下不断磨损。到达一定切割时间时，停止工作，测量砂轮10圆周面上切出的环形槽深度可以评判金刚石切割线11切割能力的高低，环形槽越深，说明金刚石切割线11的切割能力越好。

以上对本发明所提供的一种金刚石切割线切割能力的检测方法和装置进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法和中心思想。应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。