[实用新型]超硬材料开方机的整体结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及超硬材料切割机领域，具体涉及超硬材料开方机的整体结构。

背景技术

随着“禁白”政策的不断推进，作为传统白炽灯的替代品，LED灯在市场广为流行，每年将以35%以上的速度迅速递增。一旦2016年10月1日起所有白炽灯停止生产和销售，市场对LED灯的需求还将持续增加。着眼于LED的市场，考虑LED的常用衬底材料，目前最常用的是碳化硅（硬度为9.5）和蓝宝石（硬度为9），它们都属于硬度仅次于金刚石的超硬材料。碳化硅和蓝宝石不仅能用于LED衬底，它的各项优越性能使其还能用于其它领域。蓝宝石在高温和低温下透射波前畸变都很低的优越光学性能使得蓝宝石还被广泛用于视窗领域，如智能手表视窗、iPhone5S相机镜头最外层的窗口、激光仪器、甚至苹果6手机面板材质就考虑到采用蓝宝石。而碳化硅也不仅仅用于LED衬底，用碳化硅单晶制作的功率器件（二极管、MOSFET、GTO、IGBT、IGCT）能够承受更高的电压，具有更低的寄生参数，更小的器件尺寸和更短的响应时间，并且碳化硅的耐高温特性大大降低了系统的散热设计；除此之外碳化硅单晶产品还包括碳化硅阀式避雷器、碳化硅整流变压器等。

本文中把蓝宝石、碳化硅等硬度接近金刚石的这类材料称作超硬材料，它还包括各种高硬度陶瓷等。这类材料的广泛应用使其市场需求已经不能被满足，主要体现在后期加工的配套生产设施，其中关键又在于超硬材料的开方（文中开方是指将原材料切割成标准形状或将原材料切小，方便后期加工）。超硬材料的开方工艺源于蓝宝石被用于视窗等方形尺寸要求的产品，并逐步取代了传统的掏棒工艺（掏棒工艺是在很大的原料上掏出不同直径的棒料，再进行后续加工，对原材料浪费很大）。初期的开方工艺是采用锯条或带锯来切割加工的。切割出来的切口不平整、质量差，导致后期研磨工序复杂；并且仅能进行一整块一整块的加工，整体加工过程效率低、对原料的损耗也大。近年来，利用金刚石线来切割的多线切割机床已经成为一种趋势。目前，日本、瑞士等国家率先展开了对超硬材料多线切割机床的研究。

现有技术中，超硬材料的开方机多为金刚石线轴固定（也就是金刚石线固定），工作台上下移动式；或者金刚石线轴悬臂安装，并且每个金刚石线轴独立上下移动；有的甚至金刚石线轴还需要增加电机来带动。对于金刚石线轴固定，工作台上下移动式，所加工超硬材料体积和重量有限；而金刚石线轴悬臂独立上下移动式，金刚石线轴容易变形，稳定性差；电机带动金刚石线轴的切割机，系统增加一组或多组电机，成本较高。

发明内容

本实用新型包括机架、一对排放线导线系统、多轴捆绑式移动系统、一组切割线和一对专用工作台，一对排放线导线系统分别对称安装在机架的两侧，多轴捆绑式移动系统的轨道固定安装在机架上，独立V轮系统安装在多轴捆绑式移动系统上，一组切割线分别绕在一对排放线导线系统和一组独立V轮系统上，一对专用工作台分别并排安装在机架上，并位于独立V轮系统的下方。

所述多轴捆绑式移动系统由升降导轨机构、移动框架、一组独立V轮系统和滚珠丝杆升降机构组成，所述升降导轨机构安装在机架上，所述移动框架安装在升降导轨机构的滑动座上，所述一组独立V轮系统分别安装在移动框架上，所述滚珠丝杆升降机构安装在机架上，并与移动框架传动相连。

所述独立V轮系统由V轮轴、V轮轴辅助固定组件和一组独立V轮组件组成，所述V轮轴的两端通过V轮轴辅助固定组件安装在V轮轴的移动框架上，一组独立V轮组件活动安装在V轮轴上。

所述滚珠丝杆升降机构由两对滚珠丝杠副、两块丝杠副安装板、两对传动轮、传动带和电机减速机组件组成，所述两块丝杠副安装板上分别设有丝杆通过孔，并固定安装在机架上，所述滚珠丝杠副的丝杆一端通过轴承座活动安装在丝杠副安装板上的丝杆通过孔处，滚珠丝杠副的丝杆螺母连接在移动框架上，电机减速机组件的电机安装在机架上，且电机减速机组件的动力输出轴通过两对传动轮和传动带与两对滚珠丝杠副的丝杆传动相连。

所述专用工作台由工作台基板、前后移动机构、摇摆机构、旋转机构和超硬材料料件安放板组成，所述前后移动机构安装在工作台基板上，所述摇摆机构安装在前后移动机构上，所述超硬材料料件安放板通过旋转机构安装在摇摆机构上。

所述前后移动机构由电动丝杠滑台和支撑件组成，所述电动丝杠滑台的一对轨道固定安装在工作台基板上，所述支撑件上设有转轴通过孔，支撑件安装在电动丝杠滑台一对轨道的滑块上。