專利名稱：數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機床的主軸裝置，特別是數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置。
背景技術：
多線切割技術是目前世界上比較先進的新型切割加工方法加工技術，它的原理是通過一根金屬切割線的高速運動，把磨料帶入加工區域對工件進行研磨，從而達到切割效果，將工件一次同時切割為幾百到幾千片薄片。多線切割技術與其他技術相比有效率高， 產能高，精度高等優點。已逐漸取代了傳統的刀鋸片、砂輪片及內圓切割，是目前采用最廣泛的半導體等硬脆材料切割技術。目前，太陽能光伏產業廣泛使用多線切割機床(又稱線鋸機)來加工電池硅片，每臺機床上至少需要安裝兩副導絲輥主軸。導絲輥外圓上需加工幾百 幾千條形狀相同、齒形為三角形的環形齒槽，各齒槽內并列環繞金屬切割線，旋轉的導絲輥帶動金屬切割線高速運動，當晶硅棒料緩慢通過金屬切割線組成的平行線網后，便被同時切割成幾百 幾千片0. 1 0. 2mm厚度的硅片。因而，導絲輥主軸是數控多線硅片切割機床上的關鍵部件，導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量和成本。傳統的導絲輥主軸切割裝置都是固定的，不可分離的，這樣就造成整個裝置不可調，精度在裝置中難以得到控制。
發明內容
發明目的本發明的目的是針對數控多線硅片切割機床對導絲輥主軸高速、重載、精密的要求，提供一種能自動轉動，從而可帶動環繞在導絲輥上的金屬切割線高速運動，對通過其金屬切割線的棒料進行切割加工的裝置。本發明尤其可以調節，方便維修與控制。為了達到如上目的，本發明采取如下技術方案包含主軸固定端，其特征在于還包括主軸活動端，所述主軸活動端包含軸承套筒，軸承套筒內部包含活動頂尖，主軸活動端上還有可以使軸承套筒包含活動頂尖軸向移動和固定的螺桿。本發明的進一步技術方案在于還包括一個可以使導絲輥與主軸固定端和主軸活動端成為一個臨時的整體長拉桿。本發明的進一步技術方案在于所述主軸活動端包含的活動頂尖和主軸固定端包含的固定端頂尖為圓錐面頂尖結構。本發明的進一步技術方案在于所述圓錐面頂尖結構錐角α范圍15° 25°。本發明的進一步技術方案在于所述圓錐面頂尖結構錐角α為20°。本發明的進一步技術方案在于所述主軸活動端包含的活動頂尖和主軸固定端包含的固定端頂尖為球面頂尖結構。本發明的進一步技術方案在于球面半徑SR范圍SR40 SR85。本發明的進一步技術方案在于所述主軸安裝的導絲輥配套的導絲輥套筒上兩端有固定端內錐套與活動端內錐套，導絲輥套筒兩端面上各有4個圓孔；4個圓孔分別可與主軸固定端的固定端傳動銷和主軸活動端的活動端傳動銷。本發明的進一步技術方案在于本發明主軸固定端的電機主軸套筒通過法蘭座與床身固定，固定端頂尖軸前端過盈裝配可更換的固定端頂尖，后端通過聯結軸與電機主軸相連，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，后端是一對高精度角接觸球軸承，還包含電機旋轉接頭的電機頭進水管和電機頭回水管，包含電機進水管和電機回水管，包含固定端進水管和固定端進回水管；活動頂尖軸前端有一只能承受大載荷的活動端圓柱滾子軸承，后端是一對活動端角接觸球軸承，包含活動端進水管和活動端回水管，還包含活動端旋轉接頭以及其上的右側進水管和右側回水管。數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥切割裝置，其特征在于采用以上方案的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置兩組配合，通過金屬切割線在分別安裝在主軸上的兩組導絲輥系統上搭建構成金屬切割網組成。使用的時候主軸固定端固定在床身上，只能圍繞自身軸線轉動，不能沿軸線方向移動，同步電機提供主軸轉動的驅動力；主軸活動端既可圍繞自身軸線轉動，又可沿軸線方向移動；手動調整主軸活動端的螺桿，使活動端沿軸線方向前移，直至導絲輥兩端的兩個錐孔分別裝入主軸固定端和主軸活動端的頂尖上，然后裝入一長拉桿鎖緊，使導絲輥與主軸固定端和主軸活動端成為一個臨時的整體，當主軸固定端在同步電機的帶動下轉動時，便會帶動主軸活動端和導絲輥同時轉動，從而帶動導絲輥上金屬切割線的快速移動，當被加工的晶硅棒料慢速通過金屬切割線組成的平行線網后，便被加工成需要厚度的硅片。采用如上技術方案的本發明，具有如下有益效果提供一種能自動轉動，從而可帶動環繞在導絲輥上的金屬切割線高速運動，對通過其金屬切割線的棒料進行切割加工的裝置及其主軸。本發明尤其可以調節，方便維修與控制，精度控制容易。
圖1是本發明安裝使用的俯視示意圖；圖2是本發明安裝使用的左視圖；圖3是本發明安裝使用的右視圖；圖4是本發明主軸固定端的剖視圖；圖5是本發明主軸活動端的剖視圖；圖6是本發明導絲輥的剖視圖；圖7是本發明采用圓錐面頂尖的局部剖視圖；圖8是本發明采用球面頂尖的局部剖視圖；其中1床身；2同步電機；3主軸固定端；4導絲輥；5工件；6拖板；7金屬切割線；8主軸活動端；9法蘭座；10固定端進水管，11固定端回水管；12電纜；13電機主軸套筒；14電機定子；15電機轉子；16電機主軸；17聯結軸；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固定端傳動銷；24電機頭進水管；25電機頭回水管；26電機旋轉接頭；27電機進水管；28電機左軸承；29電機回水管；30電機右軸承；31長拉桿；32活動頂尖；33活動端傳動銷；34活動端圓柱滾子軸承；35軸承套筒；36 活動端頂尖軸；37活動端角接觸球軸承；38活動端固定套；39螺桿；40螺母；41活動端進水管；42活動端回水管；43右側進水管；44活動端旋轉接頭；45右側回水管；46固定端內錐套；47導絲輥套筒；48聚氨脂膠層；49活動端內錐套。
具體實施例方式下面結合附圖敘述實施例，對本發明做進一步說明，因為表述的非窮舉，本發明類似的實現方法不對本發明構成限制；如圖1、圖2、圖3所示，安裝時，至少需要本發明兩套裝置配合使用。在床身1的水平面內安裝兩套本裝置，在兩套裝置的導絲輥4齒槽上來回環繞金屬切割線7，使其組成線網，導絲輥4在主軸固定端3直連的同步電機2作用下旋轉，通過傳動銷帶動導絲輥4和主軸活動端8旋轉，從而帶動金屬切割線7高速運動，當工件5在拖板6的引導下緩慢向下運動通過高速運動的切割線網后，就會被一條條的金屬切割線7切割成硅片。調整導絲輥 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，本發明主軸固定端的電機主軸套筒13通過法蘭座9與床身1固定，電機定子14裝于電機主軸套筒13的內孔里，電機轉子15通過過盈配合與電機主軸16固連， 電機主軸16通過電機左軸承28和電機右軸承30支撐，在固定端頂尖軸20前端過盈裝配可更換的固定端頂尖22，后端通過聯結軸17與電機主軸16相連。當機床通過電纜12給電機定子14供電時，電機轉子15在磁場力作用下旋轉，從而帶動電機主軸16轉動，并通過聯結軸17帶動固定端頂尖軸20、固定端頂尖22、固定端傳動銷^同步轉動。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，以承受導絲輥4、金屬切割線7的牽引力以及主軸系統的負載，后端是一對高精度角接觸球軸承18，以承受主軸系統的軸向力。 為了解決主軸在轉動過程中的發熱問題，通過電機旋轉接頭沈的電機頭進水管M和電機頭回水管25對電機主軸16和固定端頂尖軸20進行冷卻；通過電機進水管27和電機回水管四對電機外殼進行冷卻；通過固定端進水管10和固定端回水管11對角接觸球軸承18、 固定端圓柱滾子軸承21和軸承套筒19進行冷卻。如圖5所示，主軸活動端的轉動是依靠主軸固定端同步電機2的旋轉，通過固定端傳動銷23，導絲輥4、活動端傳動銷33而轉動的。活動頂尖32通過過盈配合裝在活動端頂尖軸36上，活動端頂尖軸36前端有一只能承受大載荷的活動端圓柱滾子軸承34，以承受導絲輥4、金屬切割線7的牽引力以及主軸系統的負載，后端是一對高精度活動端角接觸球軸承37，以承受主軸系統的軸向力。軸承套筒35與主軸固定端的結構一樣，但并不是直接安裝在床身1上固定不動，而是可以在活動端固定套38內軸向滑動，因而軸承套筒35內的部分包括活動頂尖32都是可以軸向移動的，以讓開導絲輥4的裝卸位置。此部分前后移動通過搬手轉動螺桿39而實現。為了解決主軸在轉動過程中的發熱問題，通過活動端進水管41 和活動端回水管42對活動端圓柱滾子軸承34、活動端角接觸球軸承37和軸承套筒35進行冷卻；通過活動端旋轉接頭44的右側進水管43和右側回水管45對活動端頂尖軸36進行冷卻。如圖6、圖7所示，導絲輥4由內錐套46、49、導絲輥套筒47、聚氨脂膠層48組成。 導絲輥套筒47上附著一層聚氨脂膠層48，聚氨脂膠層48外圓上開有幾百 幾千條形狀相同、齒形為三角形、有一定深度的環形齒槽，金屬切割線7來回環繞其中。導絲輥套筒47兩端內孔有固定端內錐套46、活動端內錐套49，使用時，分別與主軸固定端的固定端頂尖22和主軸活動端的活動頂尖32裝配；導絲輥套筒47兩端面上各有4個圓孔，使用時，分別與主軸固定端的固定端傳動銷23和主軸活動端的活動端傳動銷33裝配后，用長拉桿31將主軸固定端、導絲輥和主軸活動端在軸向拉緊，再用螺母40鎖緊，使主軸固定端3，導絲輥4， 主軸活動端8三部分連接為一個整體，保證整個主軸系統的同步轉動。
如圖7、圖8所示，本發明提出兩種頂尖結構形式，即固定端頂尖22、活動頂尖32， 固定端內錐套46、活動端內錐套49既可采用圓錐面頂尖結構形式，錐角α范圍15° 25°，一般取20°。也可采用球面頂尖結構形式，球面半徑SR范圍SR40 SR85，一般根據導絲輥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，但對主軸固定端和主軸活動端的同軸度要求高；球面頂尖對主軸固定端和主軸活動端的同軸度要求低，但制造成本比較高，在使用時可根據具體情況選擇。
權利要求
1.數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，包含主軸固定端(3)，其特征在于還包括主軸活動端(8)，所述主軸活動端(8)包含軸承套筒(35)，軸承套筒(3 內部包含活動頂尖(3)，主軸活動端(8)上還有可以使軸承套筒(3 包含活動頂尖( 軸向移動和固定的螺桿(39)。
2.如權利要求1所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于還包括一個可以使導絲輥與主軸固定端和主軸活動端成為一個臨時的整體長拉桿 (31)。
3.如權利要求1所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于所述主軸活動端包含的活動頂尖C3)和主軸固定端包含的固定端頂尖0 為圓錐面頂尖結構。
4.如權利要求3所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于所述圓錐面頂尖結構錐角α范圍15° 25°。
5.如權利要求4所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于所述圓錐面頂尖結構錐角α為20°。
6.如權利要求1所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于所述主軸活動端包含的活動頂尖( 和主軸固定端包含的固定端頂尖0 為球面頂尖結構。
7.如權利要求6所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于球面半徑SR范圍SR40 SR85。
8.如權利要求1所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于所述主軸安裝的導絲輥(4)配套的導絲輥套筒07)上兩端有固定端內錐套G6)與活動端內錐套(49)，導絲輥套筒07)兩端面上各有4個圓孔；4個圓孔分別可與主軸固定端的固定端傳動銷03)和主軸活動端的活動端傳動銷(33)。
9.如權利要求1所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，其特征在于本發明主軸固定端的電機主軸套筒(1 通過法蘭座(9)與床身1固定，固定端頂尖軸 (20)前端過盈裝配可更換的固定端頂尖(22)，后端通過聯結軸(17)與電機主軸(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)，后端是一對高精度角接觸球軸承(18)，還包含電機旋轉接頭06)的電機頭進水管04)和電機頭回水管(25)，包含電機進水管(XT)和電機回水管( )，包含固定端進水管(10)和固定端進回水管(11)；活動頂尖軸(36)前端有一只能承受大載荷的活動端圓柱滾子軸承(34)，后端是一對活動端角接觸球軸承(37)，包含活動端進水管和活動端回水管(42)，還包含活動端旋轉接頭G4)以及其上的右側進水管和右側回水管05)。
10.數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸切割裝置，其特征在于采用如權利1-9任一所述的數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置兩組配合，通過金屬切割線(7)在分別安裝在主軸上的兩組導絲輥(4)系統上搭建構成金屬切割網組成。
全文摘要
本發明公開了數控多線硅片切割機床活動可調式導絲輥主軸裝置，傳統的導絲輥主軸切割裝置都是固定的，不可分離的，這樣就造成整個裝置不可調，精度在裝置中難以得到控制，本發明采取如下技術方案包含主軸固定端，其特征在于還包括主軸活動端，所述主軸活動端包含軸承套筒，軸承套筒內部包含活動頂尖，主軸活動端上還有可以使軸承套筒包含活動頂尖軸向移動和固定的螺桿，具有如下有益效果提供一種能自動轉動，從而可帶動環繞在導絲輥上的金屬切割線高速運動，對通過其金屬切割線的棒料進行切割加工的裝置及其主軸。本發明尤其可以調節，方便維修與控制，精度控制容易。
文檔編號B28D7/00GK102328357SQ201110301098
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月8日 優先權日2011年10月8日
發明者姚博世, 李軍, 王海明, 趙仲琪, 鄧順賢 申請人:陜西漢江機床有限公司