способ разрезания блоков из твердых материалов на пластины проволочной пилой и проволочная пила для осуществления способа
Классы МПК: | B23D57/00 Устройства для распиливания, не отнесенные к одной из групп 45/00 B28D5/04 с помощью невращающихся инструментов, например с возвратно-поступательным движением |
Автор(ы): | Войтеховский Карел (CZ) |
Патентообладатель(и): | Тримекс Тесла С.Р.О. (CZ) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-02-25 публикация патента:
27.09.1999 |
Изобретение относится к разрезанию блоков из твердых материалов, в частности из полупроводников, стекла и керамики, на пластины путем воздействия свободно подаваемого абразива и бесконечного циркулирующего прочного несущего элемента. Последний вследствие его прохождения в периферийных пазах валиков с параллельными осями системы валиков образует цепь, через которую продавливается разрезаемый материал. Прочный несущий элемент - проволока пилы проходит в периферийных пазах валиков системы валиков, состоящей по меньшей мере из одной пары отклоняющих валиков и по меньшей мере одной пары направляющих валиков, установленных с возможностью вращения в противоположных направлениях. Разрезаемый материал вдавливают в прочный несущий элемент таким образом, что он соответственно направлен в два соседних реза блока в противоположных направлениях. При этом при сохранении требуемой скорости и непрерывности процесса резания, то есть без энергоемкого реверсирирования направления движения прочного несущего элемента, достигается плоскопараллельность стенок разрезанных пластин без скосов, 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Формула изобретения
1. Способ разрезания блоков из твердых материалов на пластины, при котором разрезаемый материал продавливают через цепь, образованную бесконечным циркулирующим прочным несущим элементом, расположенным с возможностью прохождения в периферийных пазах валиков с параллельными осями системы валиков, при воздействии свободно подаваемого абразива, отличающийся тем, что при разрезании блоков используют систему валиков, содержащую по меньшей мере одну пару отклоняющих и по меньшей мере одну пару направляющих валиков, при этом при вдавливании разрезаемого материала в несущий элемент последний в двух соседних плоскостях реза блока проходит в противоположных направлениях. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при разрезании блоков используют систему валиков, в периферийных пазах которых несущий элемент многократно пропущен с верхней стороны первого отклоняющего валика по верхней стороне противолежащего направляющего валика к нижней стороне соседнего второго отклоняющего валика, после прохождения по которой пропущен по верхней стороне противолежащего направляющего валика вновь к нижней стороне первого отклоняющего валика и затем назад к его верхней стороне. 3. Пила для разрезания блоков из твердых материалов на пластины, содержащая раму с закрепленной на ней системой валиков с периферийными пазами, стол с принадлежностями, прочный несущий элемент и устройство для транспортировки и термостабилизации абразива, отличающаяся тем, что система валиков выполнена в виде по меньшей мере одной пары направляющих валиков, установленных с возможностью вращения в противоположных направлениях, и по меньшей мере одной пары отклоняющих валиков, также установленных с возможностью вращения в противоположных направлениях, при этом каждый из отклоняющих валиков установлен с возможностью вращения в противоположном направлении относительно расположенного рядом направляющего валика. 4. Пила по п.3, отличающаяся тем, что отклоняющие валики установлены с расположением их верхней образующей выше верхней образующей направляющих валиков. 5. Пила по п.3 или 4, отличающаяся тем, что направляющие валики установлены в раме с возможностью их аксиального регулирования. 6. Пила по любому из пп.3-5, отличающаяся тем, что прочный несущий элемент многократно намотан на отклоняющие и направляющие валики с образованием цепи с возможностью перемещения в рабочем пространстве между парой направляющих валиков в двух соседних периферийных пазах во встречном направлении сверху наискось вниз и снизу наискось вверх.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу разрезания блоков из твердых материалов на пластины, в частности блоков из полупроводников, стекла и керамики, и касается также пилы для осуществления этого способа. Для разрезания блоков из твердых материалов, например полупроводниковых, керамических и стеклянных блоков, чаще всего применяется способ, использующий воздействие свободно подаваемого абразива и подвижного прочного несущего элемента, чаще всего бесконечной проволоки, на разрезаемый материал. Этот способ отличается тем, что абразив, распределенный в жидкости, например масле, с помощью проволоки через систему валиков, снабженных пазами, транспортируется в зону резания, причем разрезаемый материал постепенно продавливается через цепь циркулирущих проволок. Толщина нарезаемых пластин определяется расстоянием пазов в валиках, толщиной проволоки или зернистостью абразива, а качество резания определяется материалом абразива и материалом блока, а также другими технологическими параметрами. Известен ряд способов и устройств, например согласно патентам США 4 494 523, США 4 574 769, США 4 640 259, США 4 903 682, США 5 201 305, США 5 269 285 или Великобритании 2 216 441, в которых описываются устройства и защищаются их различные конструкции, использующие данный принцип. Общим признаком известных решений является то, что проволока проводится по системе валиков с пазами таким образом, что в процессе резания она движется по всем резам блока в данный момент времени в одном направлении. Это приводит к тому, что получаемые пластины не имеют вдоль реза одинаковой толщины, то есть приобретают в направлении движения проволоки скос вследствие уменьшающегося действия и количества абразива на проволоке при ее прохождении через рез блока. Величину скоса можно частично корректировать за счет движения проволоки в обоих направлениях, если по истечении определенного времени резания пропускать движущуюся проволоку во всех резах блока в противоположном направлении путем реверсирования движения. Однако недостатком этого способа является то, что процесс разрезания заметно замедляется и резание не происходит непрерывно, так как оно связано с большими потерями энергии при остановке и запуске движения проволоки, причем вероятность повреждения циклично переключаемого и нагружаемого узла устройства возрастает. Перечисленные недостатки устраняются в способе согласно п.1 формулы изобретения. Его сущность заключается в том, что бесконечный прочный несущий элемент, проходящий в периферийных пазах валиков с параллельными осями системы, состоящей по меньшей мере из одной пары отклоняющих валиков и одной пары направляющих валиков, вдавливается в разрезаемый материал таким образом, что он соответственно направлен в два соседних реза блока в противоположных направлениях. При этом бесконечный прочный несущий элемент в цепи системы валиков многократно пропускают в периферийных пазах с верхней стороны первого отклоняющего валика по верхней стороне противолежащего направляющего валика к нижней стороне соседнего второго отклоняющего валика, после прохождения которой его ведут по верхней стороне противоположно направленного направляющего валика вновь к нижней стороне первого отклоняющего валика и затем назад к его верхней стороне. Пила для разрезания блоков, согласно изобретению, состоит из закрепленной на раме системы валиков с периферийными пазами, стола с принадлежностями, прочного несущего элемента и устройства для транспортирования и термостабилизации абразива. Пила отличается тем, что система валиков образована по меньшей мере одной парой направляющих валиков и по меньшей мере одной парой отклоняющих валиков, при этом отклоняющие валики по отношению к направляющим валикам установлены так, что направление вращения размещенных рядом друг с другом отклоняющего валика и направляющего валика является противоположным, причем оба направляющих валика и оба отклоняющих валика также имеют противоположное направление вращения. В предпочтительной форме выполнения положение отклоняющих и направляющих валиков определено так, что верхняя образующая отклоняющих валиков расположена выше верхней образующей направляющих валиков, а положение направляющих валиков аксиально регулируется в жесткой раме. Прочный несущий элемент многократно намотан в периферийных пазах системы валиков так, что образует цепь, в которой он проходит в рабочее пространство между парой направляющих валиков в соответствующих двух соседних периферийных пазах во встречном направлении сверху наискось вниз или снизу наискось вверх. В предложенном способе разрезания более высокий эффект достигается тем, что при сохранении требуемой скорости и непрерывности процесса резания, то есть без энергоемкого реверсирования направления движения прочного несущего элемента, достигается плоскопараллельность стенок разрезанных пластин без скосов, имевших место ранее. Способ разрезания и конструкция проволочной пилы, поясняющие изобретение, иллюстрируются с помощью прилагаемых чертежей, на которых:фиг.1 показывает систему из четырех валиков - двух отклоняющих валиков и двух меньших направляющих валиков с параллельными осями в одной плоскости;
фиг. 2 - та же система валиков, что и на фиг. 1, но с таким расположением, при котором оси обеих пар валиков лежат в различных плоскостях;
фиг. 3 - альтернативное расположение системы с отклоняющими валиками меньшего диаметра и направляющими валиками большего диаметра;
фиг. 4 - выполнение системы из четырех валиков, в которой в одной плоскости установлены валики одинакового диаметра;
фиг. 5 - альтернативная система валиков, в которой между отклоняющими и направляющими валиками размещены дополнительные валики;
фиг. 6 - общая схема основных функциональных элементов проволочной пилы. Пила для разрезания блоков 1 из твердых материалов на пластины состоит из четырех основных конструктивных и технологических зон, а именно из системы валиков, стола с принадлежностями, емкости с запасом проволоки и устройства для транспортирования и термостабилизации абразива. Узел из валиков образует ядро пилы и включает по меньшей мере одну пару отклоняющих валиков 2 и одну пару направляющих валиков 3, которые закреплены на неподвижной раме 4. Последняя жестко связана с консолью стола и обеспечивает требуемую механическую стабильность и жесткость системы валиков. Положение направляющих валиков 3 аксиально регулируется в неподвижной раме 4, при этом отклоняющие валики 2 установлены относительно направляющих валиков 3 так, что их верхняя образующая расположена выше, чем верхняя образующая этих направляющих валиков 3. Поверхности валиков 2 и 3 тонко отшлифованы и выполнены с системой периферийных пазов 6 для прохождения по ним бесконечного циркулирующего прочного несущего элемента 7, предпочтительно проволоки, образующей цепь для проталкивания блока 1 при разрезании. Один из валиков 2, 3 системы валиков выполнен в виде приводного валика и связан с приводным двигателем (не показан) с бесступенчатым регулированием числа оборотов, который позволяет устанавливать скорость движения бесконечного прочного несущего элемента 7 в диапазоне значений от 0 до 15 м



Класс B23D57/00 Устройства для распиливания, не отнесенные к одной из групп 45/00
Класс B28D5/04 с помощью невращающихся инструментов, например с возвратно-поступательным движением