專利名稱：數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)床的主軸裝置，特別是數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置。
背景技術(shù)：
多線切割技術(shù)是目前世界上比較先進(jìn)的新型切割加工方法加工技術(shù)，它的原理是通過(guò)一根金屬切割線的高速運(yùn)動(dòng)，把磨料帶入加工區(qū)域?qū)ぜM(jìn)行研磨，從而達(dá)到切割效果，將工件一次同時(shí)切割為幾百到幾千片薄片。多線切割技術(shù)與其他技術(shù)相比有效率高， 產(chǎn)能高，精度高等優(yōu)點(diǎn)。已逐漸取代了傳統(tǒng)的刀鋸片、砂輪片及內(nèi)圓切割，是目前采用最廣泛的半導(dǎo)體等硬脆材料切割技術(shù)。目前，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)廣泛使用多線切割機(jī)床(又稱線鋸機(jī))來(lái)加工電池硅片，每臺(tái)機(jī)床上至少需要安裝兩副導(dǎo)絲輥主軸。導(dǎo)絲輥外圓上需加工幾百 幾千條形狀相同、齒形為三角形的環(huán)形齒槽，各齒槽內(nèi)并列環(huán)繞金屬切割線，旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)絲輥帶動(dòng)金屬切割線高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)晶硅棒料緩慢通過(guò)金屬切割線組成的平行線網(wǎng)后，便被同時(shí)切割成幾百 幾千片0. 1 0. 2mm厚度的硅片。因而，導(dǎo)絲輥主軸是數(shù)控多線硅片切割機(jī)床上的關(guān)鍵部件，導(dǎo)絲輥主軸的精度決定著硅片加工的成敗，決定著加工硅片的質(zhì)量和成本。傳統(tǒng)的導(dǎo)絲輥主軸切割裝置都是固定的，不可分離的，這樣就造成整個(gè)裝置不可調(diào)，精度在裝置中難以得到控制。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對(duì)數(shù)控多線硅片切割機(jī)床對(duì)導(dǎo)絲輥主軸高速、重載、精密的要求，提供一種能自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可帶動(dòng)環(huán)繞在導(dǎo)絲輥上的金屬切割線高速運(yùn)動(dòng)，對(duì)通過(guò)其金屬切割線的棒料進(jìn)行切割加工的裝置。本發(fā)明尤其可以調(diào)節(jié)，方便維修與控制。為了達(dá)到如上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案包含主軸固定端，其特征在于還包括主軸活動(dòng)端，所述主軸活動(dòng)端包含軸承套筒，軸承套筒內(nèi)部包含活動(dòng)頂尖，主軸活動(dòng)端上還有可以使軸承套筒包含活動(dòng)頂尖軸向移動(dòng)和固定的螺桿。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于還包括一個(gè)可以使導(dǎo)絲輥與主軸固定端和主軸活動(dòng)端成為一個(gè)臨時(shí)的整體長(zhǎng)拉桿。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于所述主軸活動(dòng)端包含的活動(dòng)頂尖和主軸固定端包含的固定端頂尖為圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于所述圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)錐角α范圍15° 25°。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于所述圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)錐角α為20°。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于所述主軸活動(dòng)端包含的活動(dòng)頂尖和主軸固定端包含的固定端頂尖為球面頂尖結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于球面半徑SR范圍SR40 SR85。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于所述主軸安裝的導(dǎo)絲輥配套的導(dǎo)絲輥套筒上兩端有固定端內(nèi)錐套與活動(dòng)端內(nèi)錐套，導(dǎo)絲輥套筒兩端面上各有4個(gè)圓孔；4個(gè)圓孔分別可與主軸固定端的固定端傳動(dòng)銷和主軸活動(dòng)端的活動(dòng)端傳動(dòng)銷。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案在于本發(fā)明主軸固定端的電機(jī)主軸套筒通過(guò)法蘭座與床身固定，固定端頂尖軸前端過(guò)盈裝配可更換的固定端頂尖，后端通過(guò)聯(lián)結(jié)軸與電機(jī)主軸相連，固定端頂尖軸前端有一只能承受大載荷的固定端圓柱滾子軸承，后端是一對(duì)高精度角接觸球軸承，還包含電機(jī)旋轉(zhuǎn)接頭的電機(jī)頭進(jìn)水管和電機(jī)頭回水管，包含電機(jī)進(jìn)水管和電機(jī)回水管，包含固定端進(jìn)水管和固定端進(jìn)回水管；活動(dòng)頂尖軸前端有一只能承受大載荷的活動(dòng)端圓柱滾子軸承，后端是一對(duì)活動(dòng)端角接觸球軸承，包含活動(dòng)端進(jìn)水管和活動(dòng)端回水管，還包含活動(dòng)端旋轉(zhuǎn)接頭以及其上的右側(cè)進(jìn)水管和右側(cè)回水管。數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥切割裝置，其特征在于采用以上方案的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置兩組配合，通過(guò)金屬切割線在分別安裝在主軸上的兩組導(dǎo)絲輥系統(tǒng)上搭建構(gòu)成金屬切割網(wǎng)組成。使用的時(shí)候主軸固定端固定在床身上，只能圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，不能沿軸線方向移動(dòng)，同步電機(jī)提供主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力；主軸活動(dòng)端既可圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，又可沿軸線方向移動(dòng)；手動(dòng)調(diào)整主軸活動(dòng)端的螺桿，使活動(dòng)端沿軸線方向前移，直至導(dǎo)絲輥兩端的兩個(gè)錐孔分別裝入主軸固定端和主軸活動(dòng)端的頂尖上，然后裝入一長(zhǎng)拉桿鎖緊，使導(dǎo)絲輥與主軸固定端和主軸活動(dòng)端成為一個(gè)臨時(shí)的整體，當(dāng)主軸固定端在同步電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便會(huì)帶動(dòng)主軸活動(dòng)端和導(dǎo)絲輥同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)導(dǎo)絲輥上金屬切割線的快速移動(dòng)，當(dāng)被加工的晶硅棒料慢速通過(guò)金屬切割線組成的平行線網(wǎng)后，便被加工成需要厚度的硅片。采用如上技術(shù)方案的本發(fā)明，具有如下有益效果提供一種能自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可帶動(dòng)環(huán)繞在導(dǎo)絲輥上的金屬切割線高速運(yùn)動(dòng)，對(duì)通過(guò)其金屬切割線的棒料進(jìn)行切割加工的裝置及其主軸。本發(fā)明尤其可以調(diào)節(jié)，方便維修與控制，精度控制容易。


圖1是本發(fā)明安裝使用的俯視示意圖；圖2是本發(fā)明安裝使用的左視圖；圖3是本發(fā)明安裝使用的右視圖；圖4是本發(fā)明主軸固定端的剖視圖；圖5是本發(fā)明主軸活動(dòng)端的剖視圖；圖6是本發(fā)明導(dǎo)絲輥的剖視圖；圖7是本發(fā)明采用圓錐面頂尖的局部剖視圖；圖8是本發(fā)明采用球面頂尖的局部剖視圖；其中1床身；2同步電機(jī)；3主軸固定端；4導(dǎo)絲輥；5工件；6拖板；7金屬切割線；8主軸活動(dòng)端；9法蘭座；10固定端進(jìn)水管，11固定端回水管；12電纜；13電機(jī)主軸套筒；14電機(jī)定子；15電機(jī)轉(zhuǎn)子；16電機(jī)主軸；17聯(lián)結(jié)軸；18角接觸球軸承；19軸承套筒；20固定端頂尖軸；21固定端圓柱滾子軸承；22固定端頂尖；23固定端傳動(dòng)銷；24電機(jī)頭進(jìn)水管；25電機(jī)頭回水管；26電機(jī)旋轉(zhuǎn)接頭；27電機(jī)進(jìn)水管；28電機(jī)左軸承；29電機(jī)回水管；30電機(jī)右軸承；31長(zhǎng)拉桿；32活動(dòng)頂尖；33活動(dòng)端傳動(dòng)銷；34活動(dòng)端圓柱滾子軸承；35軸承套筒；36 活動(dòng)端頂尖軸；37活動(dòng)端角接觸球軸承；38活動(dòng)端固定套；39螺桿；40螺母；41活動(dòng)端進(jìn)水管；42活動(dòng)端回水管；43右側(cè)進(jìn)水管；44活動(dòng)端旋轉(zhuǎn)接頭；45右側(cè)回水管；46固定端內(nèi)錐套；47導(dǎo)絲輥套筒；48聚氨脂膠層；49活動(dòng)端內(nèi)錐套。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖敘述實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，因?yàn)楸硎龅姆歉F舉，本發(fā)明類似的實(shí)現(xiàn)方法不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制；如圖1、圖2、圖3所示，安裝時(shí)，至少需要本發(fā)明兩套裝置配合使用。在床身1的水平面內(nèi)安裝兩套本裝置，在兩套裝置的導(dǎo)絲輥4齒槽上來(lái)回環(huán)繞金屬切割線7，使其組成線網(wǎng)，導(dǎo)絲輥4在主軸固定端3直連的同步電機(jī)2作用下旋轉(zhuǎn)，通過(guò)傳動(dòng)銷帶動(dòng)導(dǎo)絲輥4和主軸活動(dòng)端8旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)金屬切割線7高速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工件5在拖板6的引導(dǎo)下緩慢向下運(yùn)動(dòng)通過(guò)高速運(yùn)動(dòng)的切割線網(wǎng)后，就會(huì)被一條條的金屬切割線7切割成硅片。調(diào)整導(dǎo)絲輥 4上齒槽的槽距或金屬切割線7的線徑，最終便可得到想要的硅片厚度。如圖4所示，本發(fā)明主軸固定端的電機(jī)主軸套筒13通過(guò)法蘭座9與床身1固定，電機(jī)定子14裝于電機(jī)主軸套筒13的內(nèi)孔里，電機(jī)轉(zhuǎn)子15通過(guò)過(guò)盈配合與電機(jī)主軸16固連， 電機(jī)主軸16通過(guò)電機(jī)左軸承28和電機(jī)右軸承30支撐，在固定端頂尖軸20前端過(guò)盈裝配可更換的固定端頂尖22，后端通過(guò)聯(lián)結(jié)軸17與電機(jī)主軸16相連。當(dāng)機(jī)床通過(guò)電纜12給電機(jī)定子14供電時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子15在磁場(chǎng)力作用下旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)電機(jī)主軸16轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)聯(lián)結(jié)軸17帶動(dòng)固定端頂尖軸20、固定端頂尖22、固定端傳動(dòng)銷^同步轉(zhuǎn)動(dòng)。固定端頂尖軸 20前端有一只能承受大載荷的固定端圓柱滾子軸承21，以承受導(dǎo)絲輥4、金屬切割線7的牽引力以及主軸系統(tǒng)的負(fù)載，后端是一對(duì)高精度角接觸球軸承18，以承受主軸系統(tǒng)的軸向力。 為了解決主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的發(fā)熱問(wèn)題，通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)接頭沈的電機(jī)頭進(jìn)水管M和電機(jī)頭回水管25對(duì)電機(jī)主軸16和固定端頂尖軸20進(jìn)行冷卻；通過(guò)電機(jī)進(jìn)水管27和電機(jī)回水管四對(duì)電機(jī)外殼進(jìn)行冷卻；通過(guò)固定端進(jìn)水管10和固定端回水管11對(duì)角接觸球軸承18、 固定端圓柱滾子軸承21和軸承套筒19進(jìn)行冷卻。如圖5所示，主軸活動(dòng)端的轉(zhuǎn)動(dòng)是依靠主軸固定端同步電機(jī)2的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)固定端傳動(dòng)銷23，導(dǎo)絲輥4、活動(dòng)端傳動(dòng)銷33而轉(zhuǎn)動(dòng)的?；顒?dòng)頂尖32通過(guò)過(guò)盈配合裝在活動(dòng)端頂尖軸36上，活動(dòng)端頂尖軸36前端有一只能承受大載荷的活動(dòng)端圓柱滾子軸承34，以承受導(dǎo)絲輥4、金屬切割線7的牽引力以及主軸系統(tǒng)的負(fù)載，后端是一對(duì)高精度活動(dòng)端角接觸球軸承37，以承受主軸系統(tǒng)的軸向力。軸承套筒35與主軸固定端的結(jié)構(gòu)一樣，但并不是直接安裝在床身1上固定不動(dòng)，而是可以在活動(dòng)端固定套38內(nèi)軸向滑動(dòng)，因而軸承套筒35內(nèi)的部分包括活動(dòng)頂尖32都是可以軸向移動(dòng)的，以讓開(kāi)導(dǎo)絲輥4的裝卸位置。此部分前后移動(dòng)通過(guò)搬手轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿39而實(shí)現(xiàn)。為了解決主軸在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的發(fā)熱問(wèn)題，通過(guò)活動(dòng)端進(jìn)水管41 和活動(dòng)端回水管42對(duì)活動(dòng)端圓柱滾子軸承34、活動(dòng)端角接觸球軸承37和軸承套筒35進(jìn)行冷卻；通過(guò)活動(dòng)端旋轉(zhuǎn)接頭44的右側(cè)進(jìn)水管43和右側(cè)回水管45對(duì)活動(dòng)端頂尖軸36進(jìn)行冷卻。如圖6、圖7所示，導(dǎo)絲輥4由內(nèi)錐套46、49、導(dǎo)絲輥套筒47、聚氨脂膠層48組成。 導(dǎo)絲輥套筒47上附著一層聚氨脂膠層48，聚氨脂膠層48外圓上開(kāi)有幾百 幾千條形狀相同、齒形為三角形、有一定深度的環(huán)形齒槽，金屬切割線7來(lái)回環(huán)繞其中。導(dǎo)絲輥套筒47兩端內(nèi)孔有固定端內(nèi)錐套46、活動(dòng)端內(nèi)錐套49，使用時(shí)，分別與主軸固定端的固定端頂尖22和主軸活動(dòng)端的活動(dòng)頂尖32裝配；導(dǎo)絲輥套筒47兩端面上各有4個(gè)圓孔，使用時(shí)，分別與主軸固定端的固定端傳動(dòng)銷23和主軸活動(dòng)端的活動(dòng)端傳動(dòng)銷33裝配后，用長(zhǎng)拉桿31將主軸固定端、導(dǎo)絲輥和主軸活動(dòng)端在軸向拉緊，再用螺母40鎖緊，使主軸固定端3，導(dǎo)絲輥4， 主軸活動(dòng)端8三部分連接為一個(gè)整體，保證整個(gè)主軸系統(tǒng)的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖7、圖8所示，本發(fā)明提出兩種頂尖結(jié)構(gòu)形式，即固定端頂尖22、活動(dòng)頂尖32， 固定端內(nèi)錐套46、活動(dòng)端內(nèi)錐套49既可采用圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)形式，錐角α范圍15° 25°，一般取20°。也可采用球面頂尖結(jié)構(gòu)形式，球面半徑SR范圍SR40 SR85，一般根據(jù)導(dǎo)絲輥4的外圓直徑大小取不同的球面半徑。圓錐面頂尖的制造成本比較低，但對(duì)主軸固定端和主軸活動(dòng)端的同軸度要求高；球面頂尖對(duì)主軸固定端和主軸活動(dòng)端的同軸度要求低，但制造成本比較高，在使用時(shí)可根據(jù)具體情況選擇。
權(quán)利要求
1.數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，包含主軸固定端(3)，其特征在于還包括主軸活動(dòng)端(8)，所述主軸活動(dòng)端(8)包含軸承套筒(35)，軸承套筒(3 內(nèi)部包含活動(dòng)頂尖(3)，主軸活動(dòng)端(8)上還有可以使軸承套筒(3 包含活動(dòng)頂尖( 軸向移動(dòng)和固定的螺桿(39)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于還包括一個(gè)可以使導(dǎo)絲輥與主軸固定端和主軸活動(dòng)端成為一個(gè)臨時(shí)的整體長(zhǎng)拉桿 (31)。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于所述主軸活動(dòng)端包含的活動(dòng)頂尖C3)和主軸固定端包含的固定端頂尖0 為圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于所述圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)錐角α范圍15° 25°。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于所述圓錐面頂尖結(jié)構(gòu)錐角α為20°。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于所述主軸活動(dòng)端包含的活動(dòng)頂尖( 和主軸固定端包含的固定端頂尖0 為球面頂尖結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于球面半徑SR范圍SR40 SR85。
8.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于所述主軸安裝的導(dǎo)絲輥(4)配套的導(dǎo)絲輥套筒07)上兩端有固定端內(nèi)錐套G6)與活動(dòng)端內(nèi)錐套(49)，導(dǎo)絲輥套筒07)兩端面上各有4個(gè)圓孔；4個(gè)圓孔分別可與主軸固定端的固定端傳動(dòng)銷03)和主軸活動(dòng)端的活動(dòng)端傳動(dòng)銷(33)。
9.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，其特征在于本發(fā)明主軸固定端的電機(jī)主軸套筒(1 通過(guò)法蘭座(9)與床身1固定，固定端頂尖軸 (20)前端過(guò)盈裝配可更換的固定端頂尖(22)，后端通過(guò)聯(lián)結(jié)軸(17)與電機(jī)主軸(16)相連，固定端頂尖軸OO)前端有一只能承受大載荷的固定端圓柱滾子軸承(21)，后端是一對(duì)高精度角接觸球軸承(18)，還包含電機(jī)旋轉(zhuǎn)接頭06)的電機(jī)頭進(jìn)水管04)和電機(jī)頭回水管(25)，包含電機(jī)進(jìn)水管(XT)和電機(jī)回水管( )，包含固定端進(jìn)水管(10)和固定端進(jìn)回水管(11)；活動(dòng)頂尖軸(36)前端有一只能承受大載荷的活動(dòng)端圓柱滾子軸承(34)，后端是一對(duì)活動(dòng)端角接觸球軸承(37)，包含活動(dòng)端進(jìn)水管和活動(dòng)端回水管(42)，還包含活動(dòng)端旋轉(zhuǎn)接頭G4)以及其上的右側(cè)進(jìn)水管和右側(cè)回水管05)。
10.數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸切割裝置，其特征在于采用如權(quán)利1-9任一所述的數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置兩組配合，通過(guò)金屬切割線(7)在分別安裝在主軸上的兩組導(dǎo)絲輥(4)系統(tǒng)上搭建構(gòu)成金屬切割網(wǎng)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了數(shù)控多線硅片切割機(jī)床活動(dòng)可調(diào)式導(dǎo)絲輥主軸裝置，傳統(tǒng)的導(dǎo)絲輥主軸切割裝置都是固定的，不可分離的，這樣就造成整個(gè)裝置不可調(diào)，精度在裝置中難以得到控制，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案包含主軸固定端，其特征在于還包括主軸活動(dòng)端，所述主軸活動(dòng)端包含軸承套筒，軸承套筒內(nèi)部包含活動(dòng)頂尖，主軸活動(dòng)端上還有可以使軸承套筒包含活動(dòng)頂尖軸向移動(dòng)和固定的螺桿，具有如下有益效果提供一種能自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可帶動(dòng)環(huán)繞在導(dǎo)絲輥上的金屬切割線高速運(yùn)動(dòng)，對(duì)通過(guò)其金屬切割線的棒料進(jìn)行切割加工的裝置及其主軸。本發(fā)明尤其可以調(diào)節(jié)，方便維修與控制，精度控制容易。
文檔編號(hào)B28D7/00GK102328357SQ201110301098
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者姚博世, 李軍, 王海明, 趙仲琪, 鄧順賢 申請(qǐng)人:陜西漢江機(jī)床有限公司