本發(fā)明涉及一種在線鋸切割棒料過程中改善加工過程而提高切片表面質量的工件加載裝置，屬于切割加工技術領域。

背景技術：

碳化硅(sic)、硅(si)、蘭寶石等硬脆晶體材料因具有優(yōu)良穩(wěn)定的物理、化學性能被廣泛應用于各個學科領域。目前這些晶體的切片加工一般使用多線鋸切割技術，具有切縫窄、出片率高等優(yōu)點?，F(xiàn)有的線鋸機床設備一般是將待切割加工工件裝夾于進給工作臺上，鋸絲(也稱為金剛線)往復運轉，通過進給工作臺運動帶動待加工材料沿垂直于鋸絲的方向進給，或是通過鋸絲在保持往復走絲的同時沿垂直于加工材料的方向進給，完成切割，切除的碎屑隨著鋸絲的運動和冷卻液的沖刷被帶出切縫，實現(xiàn)切屑的排出。金剛石鋸絲本身具有直徑小柔性大的特點，使得鋸絲在切割中極易發(fā)生彎曲變形。線鋸切割跨距長、切縫窄，使得被加工工件切口兩端的切屑較切口中部位置更容易排出，切割時間積累后使得切口兩端被切除的材料較切口中部位置多而鋸絲發(fā)生彎曲，在切片表面形成弧形而不是平行的切痕，切片的表面質量大大降低，影響后續(xù)的加工。這種現(xiàn)象在被加工晶棒直徑較大時顯得尤為突出，過度的彎曲變形會加大鋸絲與工件之間的摩擦力、加重鋸絲的磨損，甚至導致斷絲。

中國專利文獻cn2015102465968公開的一種用于線鋸切割的超聲振動彈性加載裝置，雖然提高了切割效率提高表面質量，但是也明顯提高了進給裝置的成本。

cn2014103802930公開的一種用于線鋸切割加工的進給量可調節(jié)的工件進給方法及裝置，可以減少切割中的鋸絲彎曲，但是需要人工調節(jié)操作不便捷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對目前采用金剛線切割晶體棒料時，由于切縫窄導致靠近切口中部的切屑難以排出，造成的同一弦長上切口端部與中部不能被同步切削、鋸絲易彎曲變形造成切片表面不平行的切割紋等突出問題，提供一種固結磨料線鋸切割過程中加速切屑排出，改善加工過程而提高線鋸切割加工表面質量的工件加載裝置。

本發(fā)明的提高線鋸切割加工表面質量的工件加載裝置，采用以下技術方案：

該裝置，包括工作臺和載料臺，工作臺上設置有豎直導軌，載料臺安裝在工作臺的導軌上，工作臺上安裝有輪盤，輪盤與電機連接，載料臺通過連桿與輪盤連接，連桿的兩端分別與載料臺和輪盤鉸接；

將工件固定于載料臺上，鋸絲在保持豎直方向上往復走絲的同時沿水平方向向工件進給，實現(xiàn)鋸絲與工件接觸、壓緊和切割加工，同時電機驅動輪盤轉動，通過連桿驅動載料臺在工作臺上沿導軌上豎向往復移動。

所述工作臺上的導軌為燕尾槽滑軌。

所述輪盤上設有長條孔，連桿與輪盤的鉸軸處于所述長條孔中?？梢酝ㄟ^調節(jié)連桿端部在長條孔中的位置控制載料臺的往復行程長度。

在工作臺豎直方向上通過導軌安裝用于裝夾棒料的載料臺，鋸切時，鋸絲在保持豎直方向上往復走絲的同時沿水平方向向工件進給，實現(xiàn)鋸絲與工件接觸、壓緊和切割加工，同時電機驅動輪盤轉動，通過連桿連接載料臺，形成一個曲柄滑塊機構，使載料臺能夠在工作臺的導軌上進行往復移動。

上述裝置加工裝配容易、成本低，調控方便。在使用時，只需將工件固定于載料臺上，并根據(jù)工件直徑調節(jié)好連桿端部位置即可開始工作，導輪上的金剛線在豎直方向上往復走絲，向工件水平進給切割，載料臺在工作臺上做豎直方向的往復移動。當載料臺沿著工作臺向下移動時，此時工件靠近下導輪，以切口長度的中心位置為原點，設切口長度向上方向為正值，向下為負值，則切口長度x1為-l/2≤x1≤l/3部分所受的切削力較x2為l/3≤x2≤l/2部分所受的切削力大，此時切縫下方的切除材料多；當載料臺沿著工作臺向上移動時，此時工件靠近上導輪，以切口長度的中心位置為原點，切口長度x1為-l/2≤x1≤-l/3部分所受的切削力較x2為-l/3≤x2≤l/2部分所受的切削力小，此時切縫上方的切除材料多。一個往復周期后同一弦長上的各點所受等效切削力大小基本一致，各點基本實現(xiàn)同步切割，消除了切割紋不平行的現(xiàn)象，易于后續(xù)工序的加工。此外，工件在兩個導輪之間做豎直方向上的往復移動運動，增加了鋸絲與工件之間的相對位移促進切屑的排出，減少切屑對加工表面的刻劃，減少表面切痕。

本發(fā)明通過在工作臺與載料臺之間形成曲柄滑塊機構，使工件裝夾在載料臺上能夠相對于工作臺沿滑軌與金剛線走絲方向做往復運動。通過工件在導輪之間豎直方向上的往復移動，實現(xiàn)一個往復周期中同一弦長上的各點所受等效切削力大小基本一致，實現(xiàn)各點基本同步切割，消除了因切削力分布不均勻導致的切割紋不平行的現(xiàn)象；通過增加鋸絲與被加工工件之間的相對運動，實現(xiàn)促進切屑排成的功能，避免因切口過長使切屑在切口中部聚集而帶來鋸絲嚴重磨損或切片表面質量下降的現(xiàn)象。尤其適用于固結磨料線鋸切割高硬度大尺寸晶體棒料的情況。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提高線鋸切割加工表面質量的工件進給裝置的結構示意圖。

圖2是圖1的左視圖。

圖3是圖2中a-a的剖視圖。

圖中：1、工作臺，2、載料臺，3、連桿，4、輪盤，5、導輪，6、工件，7、鋸絲，8、長條孔，9、電機。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的提高線鋸切割加工表面質量的工件加載裝置，包括工作臺1和載料臺2，工作臺1豎直方向上設置有導軌，載料臺2安裝在工作臺1的導軌上。工作臺1的導軌為燕尾槽滑軌，如圖3。工作臺1上安裝有輪盤4，輪盤4與電機9連接，電機9也安裝在工作臺1上，參見圖2。載料臺2通過連桿3與輪盤4連接，輪盤4上設有長條孔8，連桿3一端與載料臺2鉸接，連桿3的另一端與輪盤4鉸接，鉸軸處于長條孔8中，可通過調節(jié)鉸軸在長條孔8中的位置改變連桿3在載料臺2與輪盤4之間的有效長度，控制載料臺2往復運動的行程。

上述裝置在使用時，將工件6固定在載料臺2上，啟動電機8，驅動輪盤4轉動，通過連桿3帶動載料臺2在工作臺1的燕尾槽滑軌上沿豎直方向做往復移動。設定進給速度后，鋸絲7張緊在導輪5上，整體沿水平方向向工件6進給，鋸絲7同時沿豎直方向往復走絲運動，開始切割工件6。

當載料臺2沿著工作臺1的燕尾槽滑軌向下移動時，此時工件6靠近下導輪，以切口長度的中心位置為原點，設切口長度向上方向為正值，向下為負值，則切口長度x1為-l/2≤x1≤l/3部分所受的切削力較x2為l/3≤x2≤l/2部分所受的切削力大；而當載料臺2沿著工作臺1的燕尾槽滑軌向上移動時，此時工件6靠近上導輪，以切口長度的中心位置為原點，切口長度x1為-l/2≤x1≤-l/3部分所受的切削力較x2為-l/3≤x2≤l/2部分所受的切削力小。一個往復周期后工件6同一弦長上的各點所受等效切削力大小基本一致，各點基本實現(xiàn)同步切割，消除了切割紋不平行的現(xiàn)象，改善表面切痕，易于后續(xù)工序的加工。

當切割工件6的切口長度較小時，可以將連桿3端部在輪盤4上長條孔8上的位置向靠近輪盤4軸心的方向調節(jié)，從而使載料臺2的往復行程減短，以匹配工件6的切口長度。

當切割工件6的切口長度較大時，可以將連桿3端部在輪盤4上長條孔8上的位置向遠離輪盤4軸心的方向調節(jié)，從而使載料臺2的往復行程增加，以匹配工件6的切口長度。

本發(fā)明中涉及的鋸絲7的水平方向進給驅動方式和豎直方向上往復走絲方式以及工件6在載料臺2上的固定方式等可采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)。