[发明专利]线锯切割加工中工件进给量自动补偿调节方法及装置

说明书

一种线锯切割加工中工件进给量自动补偿调节方法及装置，在进给工作台上安装用于装夹棒料的载料台，载料台能够在进给工作台上沿工件进给方向移动，进给工作台以恒定进给速度进给锯切；当工件切割长度L较大或者是锯丝因磨损导致切割能力下降弯曲较大时，通过弹簧装置使载料台相对于锯丝自动退让，减小锯丝的弯曲，从而使工件进给量与锯丝切割能力匹配；其装置，包括进给工作台和载料台，进给工作台中设置有定位通孔，载料台的底部设置有导向柱，载料台通过底部导向柱与定位通孔的配合安装在进给工作台上，载料台与进给工作台之间设置有弹簧装置。本发明避免了因锯丝的弯曲过大带来严重磨损或切片表面质量变差。

技术领域

本发明涉及一种在线锯切割棒料过程中用于进给量自动调节的工件进给方法及装置，属于切割加工技术领域。

背景技术

碳化硅(Sic)单晶、硅(Si)等硬脆材料因具有优良稳定的物理、化学性能被广泛应用于各个学科领域。而固结磨料金刚石线锯切片技术由于在硬脆材料切片加工的过程中具有切缝窄、物料去除率高、切片表面质量好、环境友好等优点在晶体切片行业中应用越来越广泛。

现有的线锯机床设备一般是将待切割加工工件装夹于进给工作台上，锯丝往复运转，通过进给工作台运动带动待加工材料沿垂直于锯丝的方向进给，或是通过锯丝在保持往复走丝的同时沿垂直于加工材料的方向进给，完成切割。对于单晶SiC、单晶Si等硬脆材料而言，其工件形状一般为圆形棒状，切割时切口长度会随加工过程的进行而发生改变。同时，金刚石锯丝基体本身具有长度很长、直径很小的特点，极易发生弯曲变形。

如在切割的过程中采取进给速度恒定的方式进行加工，当切口长度较大或锯丝已磨损时，由于进给速度恒定，进给量无法被及时切去会造成锯丝的严重弯曲，过度的弯曲变形会加大锯丝与工件之间的摩擦力、加重锯丝的磨损，甚至出现断丝现象，且会使切片的表面质量大大降低。当切口长度较小时，由于锯切力较小，锯丝一般不发生弯曲，其切削性能也没有充分发挥。

为了解决这个问题，有切割技术采取在整个切割过程中根据锯切区度采用变进给速度的工艺，但这对线锯床的控制系统要求比较高，大幅提高了锯床的成本和对操作人员技术的要求。有的锯床增加了锯丝摇摆装置，锯丝切割过程中往复摇摆来保持锯切圆形棒状硬脆材料时切割长度的不变，但增加锯丝摇摆装置大幅提高了锯床的制造成本和控制系统的复杂性。

发明内容

本发明针对目前采用线锯切割加工圆形晶体棒料时，由于切割过程中切口长度变化或锯丝切割能力发生变化，同时进给速度恒定而存在的进给量无法被及时切去而造成的锯丝弯曲严重的问题，提供一种线锯切割加工中工件进给量自动补偿调节方法，同时提供一种实现该方法的进给装置，以解决线锯切割过程中存在的此类问题。

本发明的线锯切割加工中工件进给量自动补偿调节方法，用于线锯切割加工中，能够依据切割长度及锯丝切割能力自动调节工件进给量，具体过程是：

在进给工作台上安装用于装夹棒料的载料台，进给工作台与载料台两者之间设置弹簧装置，载料台能够在进给工作台上沿工件进给方向移动，进给工作台以恒定进给速度进给锯切；

锯切前，锯丝张紧，产生弯曲，通过工件压在载料台上，弹簧装置产生预压缩；当切割工件切口深度L为L≤d/4时，如果切割量大于进给量，弹簧装置的预压缩量就会减少，载料台相对进给工作台向锯丝方向进一步进给，对进给量进行补偿，使锯丝弯曲角增大至5～10°以保持锯丝的切割能力，其中d为被加工晶体棒料的直径；

当工件切口深度L为3d/4≤L≤d，或者是锯丝磨损，导致进给量大于切割量，使弯曲角大于10°时，沿工件进给方向产生的锯切压力使进给工作台与载料台之间的弹簧装置产生压缩，载料台相对于锯丝自动退让，减小锯丝的弯曲，以保证锯丝的弯曲角≤10°，消除进给量过大无法被及时切去导致锯丝弯曲量过大的现象。

所述载料台相对于锯丝退让距离为0～30mm。