藍(lán)寶石掏棒刀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED行業(yè)使用的藍(lán)寶石襯底制造過程中掏棒環(huán)節(jié)所需的一種專用刀具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前藍(lán)寶石掏棒主要通過傳統(tǒng)立式加工中心簡(jiǎn)單改造后，采用彈簧夾頭夾持藍(lán)寶石掏棒刀根部，通過立式琢孔加工的方法進(jìn)行掏棒加工。此種形式的藍(lán)寶石掏棒刀采用軸孔夾持定位，刀口部位的刀齒采用金剛石銅基燒結(jié)成月牙狀，然后刀齒均布焊接在鋼基掏棒刀體上，形成若干較深的排肩槽。
[0003]上述藍(lán)寶石掏棒刀，彈簧夾頭夾持藍(lán)寶石掏棒刀根部在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下離心力引起的變形大。較深的排肩口導(dǎo)致藍(lán)寶石掏棒刀磨削過程中，切削液無法經(jīng)過、沖刷磨削刃部而直接排出，無法有效帶走磨削產(chǎn)生的切削刃粉末，導(dǎo)致晶棒成品表面研傷，廢品率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)藍(lán)寶石掏棒過程中藍(lán)寶石掏棒刀具存在的問題，提供一種新的結(jié)構(gòu)形式的藍(lán)寶石掏棒刀具，以提高晶體掏棒效率及成品率。硬而脆的藍(lán)寶石加工通常采用磨削方式，本發(fā)明根據(jù)砂輪磨削工藝要求，提出解決上述技術(shù)問題的方案:
藍(lán)寶石掏棒刀，包括依次相連的刀頭、掏棒刀體和刀柄，刀頭固定安裝在掏棒刀體前端，掏棒刀體具有供冷卻液流入的軸向貫通的環(huán)形通水孔，其中:掏棒刀體后端與刀柄前端面貼合，掏棒刀體與刀柄均設(shè)置有數(shù)個(gè)軸向延伸且相互對(duì)應(yīng)的定位軸孔，且掏棒刀體與刀柄通過定位軸孔過定位固定。
[0005]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
上述的掏棒刀體后端設(shè)有一字形或十字形定位卡槽，刀柄的前端設(shè)有與定位卡槽相配合的定位卡凸，掏棒刀體后端與刀柄前端面貼合時(shí)，定位卡凸卡入定位卡槽中防止刀柄與掏棒刀體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0006]上述的刀頭前端設(shè)置有環(huán)形刀口，若干個(gè)刀口磨削刃呈環(huán)形布設(shè)于環(huán)形刀口上，且刀口磨削刃的后端插入環(huán)形刀口中并與環(huán)形刀口固定連接，刀口磨削刃的前端伸出環(huán)形刀口，相鄰刀口磨削刃之間的間隙與環(huán)形通水孔連通，高壓冷卻水從刀口磨削刃之間的間隙導(dǎo)入刀口磨削刃加工部位，沖刷加工區(qū)域。
[0007]上述的刀口磨削刃由粒度80目、濃度100%的金剛石JR-3與粘結(jié)劑整體燒結(jié)而成，粘結(jié)劑為青銅。
[0008]上述的環(huán)形刀口與刀頭的主體部分通過齒形焊接固定，焊后磨削，使連接面光滑。
[0009]上述的刀口磨削刃寬度大約3mm，每個(gè)刀口磨削刃伸出環(huán)形刀口的長(zhǎng)度不超過
1.5_，使相鄰刀口磨削刃之間形成淺排肩槽。
[0010]上述的刀口磨削刃插入環(huán)形刀口后，通過焊接將刀口磨削刃與環(huán)形刀口固定為一體。
[0011]上述的以刀柄的周向側(cè)面為基準(zhǔn)，刀頭的跳動(dòng)不大于0.02mm。
[0012]上述的刀口磨削刃等間距布設(shè)于環(huán)形刀口上，相鄰刀口磨削刃之間的間距為3mm
至 4mm η
[0013]本發(fā)明的藍(lán)寶石掏棒刀刀體與刀柄連接采用軸孔定位，端面貼合的過定位結(jié)構(gòu)形式，以提高刀具剛性，減小高速加工時(shí)離心力產(chǎn)生的變形。掏棒刀體后端通過定位卡槽與刀柄配合，防止刀柄與掏棒刀體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，降低刀頭跳動(dòng)。刀口部位采用較淺排水槽，強(qiáng)行將高壓水導(dǎo)入磨削刃加工部位，沖刷加工區(qū)域，帶走磨削熱及切削刃粉末。刀口部位切削刃采用金剛石JR-3，粒度80目，濃度100%，粘結(jié)劑為選擇結(jié)合強(qiáng)度高的青銅，刀口部位磨削刃采用整體燒結(jié)成型后，在與45鋼制作的環(huán)形刀口通過齒形焊接而成，固定十分牢固，焊后磨肖IJ，保證高的刀具精度。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于:采用端面過定位安裝方式4英寸刀具在4000r/min的轉(zhuǎn)速下，離心力產(chǎn)生的變形為4.6 μ m，相比彈簧夾頭夾持安裝方向，變形縮小10倍，并且刀頭部位徑向跳動(dòng)小于0.02mm且每個(gè)切削齒弦高不超過3 μ m，刀具本身精度大大提高，保證了磨削加工工藝對(duì)砂輪的精度要求。采用較淺排水槽刀口結(jié)構(gòu)，利用高壓水形成良好的沖肩環(huán)境，有效防止切削區(qū)容肩情況發(fā)生，并及時(shí)帶走切削熱。滿足上述條件最終實(shí)現(xiàn)掏棒加工的高線速度，大進(jìn)給磨削，在保證成品率的情況下提高掏棒效率。刀口部分采用整體燒結(jié)成型刀齒形狀有效提高刀齒部位的強(qiáng)度，防止掏棒加工入刀時(shí)的打刀狀況損壞刀具，提高刀具使用壽命。實(shí)踐證明采用新結(jié)構(gòu)刀具比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)刀具掏棒效率提高3倍以上。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的左視圖；
圖3是刀頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明使用狀態(tài)圖；
圖5是圖4的A部結(jié)構(gòu)放大圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)號(hào)為:刀頭1、刀口磨削刃11、環(huán)形刀口 12、掏棒刀體2、環(huán)形通水孔21、定位軸孔22、定位卡槽23、刀柄3、定位卡凸31。
【具體實(shí)施方式】
[0017]附圖非限制性地公開了本發(fā)明實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明的藍(lán)寶石掏棒刀，包括依次相連的刀頭1、掏棒刀體2和刀柄3，刀頭I焊接在掏棒刀體2前端，掏棒刀體2具有供冷卻液流入的軸向貫通的環(huán)形通水孔21，其中:掏棒刀體2后端與刀柄3前端面貼合，掏棒刀體2與刀柄3均設(shè)置有數(shù)個(gè)軸向延伸且相互對(duì)應(yīng)的定位軸孔22，且掏棒刀體2與刀柄3通過定位軸孔22過定位固定。
[0019]實(shí)施例中，掏棒刀體2后端設(shè)有一字形或十字形定位卡槽23，刀柄3的前端設(shè)有與定位卡槽23相配合的定位卡凸31，掏棒刀體2后端與刀柄3前端面貼合時(shí)，定位卡凸31卡入定位卡槽23中防止刀柄3與掏棒刀體2相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0020]實(shí)施例中，刀頭I前端設(shè)置有環(huán)形刀口 12，若干個(gè)刀口磨削刃11呈環(huán)形布設(shè)于環(huán)形刀口 12上，且刀口磨削刃11的后端插入環(huán)形刀口 12中并與環(huán)形刀口 12固定連接，刀口磨削刃11的前端伸出環(huán)形刀口 12，相鄰刀口磨削刃11之間的間隙與環(huán)形通水孔21連通，高壓冷卻水從刀口磨削刃11之間的間隙導(dǎo)入刀口磨削刃11加工部位，沖刷加工區(qū)域。
[0021]實(shí)施例中，刀口磨削刃11由粒度80目、濃度100%的金剛石JR-3與粘結(jié)劑整體燒結(jié)而成，粘結(jié)劑為青銅。
[0022]實(shí)施例中，環(huán)形刀口 12與刀頭I的主體部分通過齒形焊接固定，焊后磨削，使連接面光滑。
[0023]實(shí)施例中，刀口磨削刃11寬度大約3mm，每個(gè)刀口磨削刃11伸出環(huán)形刀口 12的長(zhǎng)度不超過1.5_，使相鄰刀口磨削刃11之間形成淺排肩槽。
[0024]實(shí)施例中，刀口磨削刃11插入環(huán)形刀口 12后，通過焊接將刀口磨削刃11與環(huán)形刀口 12固定為一體。
[0025]實(shí)施例中，以刀柄3的周向側(cè)面為基準(zhǔn)，刀頭I的跳動(dòng)不大于0.02mm。
[0026]實(shí)施例中，刀口磨削刃11等間距布設(shè)于環(huán)形刀口 12上，相鄰刀口磨削刃11之間的間距為3臟至4mm。
[0027]由圖可見，本發(fā)明的藍(lán)寶石掏棒刀包括與刀柄3連接的掏棒刀體接口部位結(jié)構(gòu)、刀具體、刀口部位結(jié)構(gòu)。其中圖4和圖5中的箭頭代表水流方向。
[0028]掏棒加工過程中高壓切削液經(jīng)過刀柄3中心孔，進(jìn)入刀具與晶棒所形成的內(nèi)側(cè)環(huán)型縫隙，經(jīng)由相鄰刀口磨削刃11之間的間隙形成的淺排肩槽，翻轉(zhuǎn)切削液通過刀具與晶棒所形成內(nèi)側(cè)環(huán)型縫隙將磨削過程中產(chǎn)生的切削刃及熱量帶走。保證藍(lán)寶石掏棒刀具磨削過程中良好的加工工況。
[0029]本發(fā)明具有以下特點(diǎn): a.刀具剛度和精度高:
本刀具分為三個(gè)部分，刀柄3、掏棒刀體2和刀頭1，金剛石刀頭I和掏棒刀體2焊接成一體。掏棒刀體2和刀柄3之間采用定位卡槽23、端面螺釘把和的方式連接，可以大大提高刀具的剛度。掏棒刀體2與刀柄3連接采用軸孔定位，端面貼合的過定位結(jié)構(gòu)形式，以提高刀具剛性，減小高速加工時(shí)離心力產(chǎn)生的變形，降低刀體跳動(dòng)。
[0030]b.刀體開槽數(shù)量多:
本刀具的淺排肩槽數(shù)量多，深度淺，沖擊力大，有效沖刷加工區(qū)域，帶走磨削熱及切削刃粉末。
[0031]c.刀頭I磨料要求高:
本刀具對(duì)刀頭I質(zhì)量嚴(yán)格要求。刀頭I磨料采用超硬磨料金剛石JR-3，粒度80#，粘結(jié)劑選用結(jié)合強(qiáng)度高的青銅。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.藍(lán)寶石掏棒刀，包括依次相連的刀頭(I)、掏棒刀體(2)和刀柄(3)，所述的刀頭(I)固定安裝在掏棒刀體(2)前端，所述的掏棒刀體(2)具有供冷卻液流入的軸向貫通的環(huán)形通水孔(21)，其特征是:所述的掏棒刀體(2)后端與刀柄(3)前端面貼合，掏棒刀體(2)與刀柄⑶均設(shè)置有數(shù)個(gè)軸向延伸且相互對(duì)應(yīng)的定位軸孔(22)，且掏棒刀體⑵與刀柄(3)通過定位軸孔(22)過定位固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的掏棒刀體(2)后端設(shè)有一字形或十字形定位卡槽(23)，所述的刀柄(3)的前端設(shè)有與定位卡槽(23)相配合的定位卡凸(31)，所述的掏棒刀體(2)后端與刀柄(3)前端面貼合時(shí)，所述的定位卡凸(31)卡入定位卡槽(23)中防止刀柄(3)與掏棒刀體(2)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的刀頭(I)前端設(shè)置有環(huán)形刀口(12)，若干個(gè)刀口磨削刃(11)呈環(huán)形布設(shè)于環(huán)形刀口(12)上，且刀口磨削刃(11)的后端插入環(huán)形刀口(12)中并與環(huán)形刀口(12)固定連接，所述的刀口磨削刃(11)的前端伸出環(huán)形刀口(12)，相鄰刀口磨削刃(11)之間的間隙與環(huán)形通水孔(21)連通，高壓冷卻水從刀口磨削刃(11)之間的間隙導(dǎo)入刀口磨削刃(11)加工部位，沖刷加工區(qū)域。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的刀口磨削刃(11)由粒度80目、濃度100%的金剛石JR-3與粘結(jié)劑整體燒結(jié)而成，所述的粘結(jié)劑為青銅。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的環(huán)形刀口(12)與刀頭(I)的主體部分通過齒形焊接固定，焊后磨削，使連接面光滑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的刀口磨削刃(11)寬度大約3mm，每個(gè)所述的刀口磨削刃(11)伸出環(huán)形刀口(12)的長(zhǎng)度不超過1.5mm，使相鄰刀口磨削刃(11)之間形成淺排肩槽。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的刀口磨削刃(11)插入環(huán)形刀口(12)后，通過焊接將刀口磨削刃(11)與環(huán)形刀口(12)固定為一體。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:以所述的刀柄(3)的周向側(cè)面為基準(zhǔn)，所述的刀頭(I)的跳動(dòng)不大于0.02mm。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的藍(lán)寶石掏棒刀，其特征是:所述的刀口磨削刃(11)等間距布設(shè)于環(huán)形刀口(12)上，相鄰刀口磨削刃(11)之間的間距為3mm至4mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了藍(lán)寶石掏棒刀，包括依次相連的刀頭、掏棒刀體和刀柄，刀頭固定安裝在掏棒刀體前端，掏棒刀體具有供冷卻液流入的軸向貫通的環(huán)形通水孔，其中：掏棒刀體后端與刀柄前端面貼合，掏棒刀體與刀柄均設(shè)置有數(shù)個(gè)軸向延伸且相互對(duì)應(yīng)的定位軸孔，且掏棒刀體與刀柄通過定位軸孔過定位固定。本發(fā)明具有剛度高、能承受較高的線速度、加工效率高、刀具壽命長(zhǎng)、提高晶體掏棒效率及成品率、刀頭跳動(dòng)小、排屑效果好的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B28D5/02
【公開號(hào)】CN105171939
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王志翔, 鄭學(xué)剛, 曹芳芳
【申請(qǐng)人】中傳重型機(jī)床有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月14日