[发明专利]用于线锯切割硬脆材料的测温装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种用于线锯切割硬脆材料的测温装置及使用方法，采用工件切半加工机构中，附加轴后端卡在与电机相连接的三爪卡盘中，前端固定连接轴座，并使载料盘与附加轴的轴线相互垂直，载料盘上端固定连接垫块，垫块上面用AB胶水粘结工件；采用工件切片加工及测温机构中将由工件切半加工机构切割下来的两个半圆柱工件之间埋上热电偶丝，并用AB胶水将工件粘结在两个垫块上，两个垫块通过载料盘固定连接在附加轴前端，且载料盘与附加轴同轴连接，附加轴中间套接热电偶滑环转子，热电偶丝通过两个垫块之间的缝隙引与热电偶滑环转子的导线连接，热电偶滑环转子的导线通过热电偶滑环定子的导线与热电偶采集仪及电脑连接，用于测出锯切过程中温度的变化。

技术领域

本发明涉及一种线锯切割测温装置，尤其是一种用于线锯切割硬脆材料的测温装置。

背景技术

在硬脆材料如单晶硅、蓝宝石、玻璃、陶瓷等的加工过程中，金刚石线锯切割是第一道工序。线锯按照磨粒形式分为固结磨料线锯和游离磨料线锯。在工业上多采用固结磨料线锯切割技术。线锯加工按照工件的线锯和工件的相对运动方式可以分为平推切割和旋转点切割。

在固结磨料线锯切割硬脆材料时会产生热量，如果温度过高会，会产生较大的热应力，热应力会导致工件翘曲度增大以及亚表面损伤加重等诸多结果，这对于之后晶片的后续加工极为不利，所以测量线锯切割时切片的温度变化是很有必要。在线锯切割过程中，热量主要来源于锯丝与工件接触的这段区域，在这段区域内，锯丝与工件相对运动，摩擦产生了大量的热量，同时在去除材料时，工件内部化学键断裂也产生了大量的能量，这些能量扩散到工件整体就是宏观上的温度的升高，因此更需要测量的是锯丝切割处的温度。

目前测温的方法主要有热成像仪测温法和热电偶丝测温法，热成像仪测温法采用热成像仪测量工件表面温度，但只能测量切片表面的温度，不能测量线锯切割时锯缝处的较高的锯切温度，工件切片越厚热成像仪所测量的温度误差就越大，测量精度也随着测量距离的增大而降低。热电偶丝测温法是采用在工件内部埋热电偶丝的方法来直接测量工件某点的温度，可以直接获得线锯切割时切割点的温度，而且具有响应快、精度高、价格便宜等诸多优点。

因此使用热电偶方法测量温度，可以精确的测量到线锯旋转点切割过程中切缝的温度。

对于现有的载料盘粘结上工件后只能进行切片处理，不能把工件切成两半。如果想要既切半又切片，需要在不同的机床加工，浪费时间，增加加工成本。

因此，需要设计一种适用的工况为固结磨料旋转点线锯切割硬脆材料，采用热电偶丝测温法来进行线锯切割硬脆材料的温度的测量。

发明内容

本发明是要提供一种用于线锯切割硬脆材料的测温装置及使用方法，既可以用于工件的切半加工，又可以用于工件的切片加工，还可以用于测量线锯切割硬脆材料过程中的温度。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于线锯切割硬脆材料的测温装置，具有一个工件切半加工机构、一个工件切片加工及测温机构，所述工件切半加工机构中的附加轴后端卡在与电机相连接的三爪卡盘中，附加轴前端固定连接载料盘，并使载料盘与附加轴的轴线相互垂直，所述载料盘上端固定连接垫块，所述垫块上面用AB胶水粘结工件；所述工件切片加工及测温机构中将由工件切半加工机构切割下来的两个半圆柱工件之间埋上热电偶丝，并用AB胶水将埋有热电偶丝的工件粘结在两个垫块上，两个所述垫块通过载料盘固定连接在附加轴前端，且载料盘与附加轴同轴连接，附加轴后端卡在与电机相连接的三爪卡盘中，位于载料盘与三爪卡盘之间的附加轴上套接有热电偶滑环转子，并使热电偶滑环转子可随附加轴一起转动，热电偶滑环转子外面配合连接有热电偶滑环定子，热电偶滑环定子通过止动片和止动杆与底座固定连接；所述热电偶丝通过两个垫块之间的缝隙引与热电偶滑环转子的导线连接，热电偶滑环转子的导线通过热电偶滑环定子的导线与热电偶采集仪以及电脑连接，用于测出锯切过程中温度的变化。