[发明专利]一种车磨复合仿形机床及其开槽方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种车磨复合仿形机床，应用于多线切割机主辊一次成型仿形磨削加工，特别是应用于硅棒切割的多线切割机主辊开槽技术。

背景技术

目前，磨削技术已经非常成熟，广泛应用于精密机械加工，但是仿形磨床，特别是大尺寸、微结构仿形磨床尚未应用，尤其在多线切割领域，切割钢线的主辊槽仍然需要逐条加工。多线切割技术广泛应用于太阳能光伏、LED、半导体制造等领域，是目前切割太阳能硅片、LED蓝宝石衬底、半导体硅片（晶片）、磁石、陶瓷等非导电材料的最佳方法。尤其在在半导体和光伏制造领域，多线切割技术已经取代内圆切割技术成为晶片和太阳能硅片规模化生产中的主流技术，其具有效率高、切口小、产品质量人为因素少等优点。

带有导线槽的主辊是多线切割机关键零件之一，它的好坏直接决定了晶片的切割质量。在主辊上涂覆聚氨酯材料，在聚氨酯材料上加工导线槽是多线切割用主辊的主流技术，导线槽可以使切割线均匀、稳定地分布在主辊上，进而保证硅片或晶片的厚薄均匀性性。通常情况下，多线切割机用主辊的切割线槽深度浅、间隔小、精度要求高，加之涂覆在主辊表面的聚氨酯材料为易损材料，多线切割过程中，在切割线的摩擦及切割作用下，主辊表面材料磨损并导致导线槽变形，车削很难保证精度要求。同时，嵌入胶质表面的金刚砂颗粒会加速车刀磨损，甚至造成刀尖断裂；另外，对线槽逐一车削加工，耗时长、效率低，加工过程中不可控、不可知因素多，特别是刀具磨损和切削过程中的侧向挤压。刀具磨损时无法迅速切断材料，形成拉毛缺陷，沟槽表面出现凸点，在多线切割中凸点可能导致跳线，造成晶片厚薄不均，甚至硅棒报废，而侧向挤压力可能造成已加工的相邻线槽变形。为保证多线切割的均匀性，在使用一定的次数后须对主辊进行再次加工导线槽即开槽。

逐条磨削也是目前常用主辊开槽方式之一，即在数控机床上，以砂轮片为刀具，逐一加工导线槽。主辊使用一定的时间后，胶质表面会嵌入金刚砂颗粒，采用磨削方式加工时，耗时较长，且砂轮片的磨损大。

因此，目前采用车削或磨削逐条加工开槽技术，存在技术难度较大、成本颇高、效率低下等不可避免的缺陷，尤其在刀具刃口磨损的情况下，容易出现误差超限、拉毛等缺陷造成不良品。并且，主辊加工完成后，无法对工件在线检测，离线检测耗时较多，且发现缺陷后需要二次装夹。

有鉴于此，如何克服上述缺陷，成为本领域内一项重要的研究课题。

发明内容

针对现有技术操作难度大、成本高、效率较低，容易出现误差超限、拉毛的缺陷，并且发现缺陷耗时长，无法对工件在线检测等不足，本发明提供一种车磨复合仿形机床及其开槽方法。

本发明提供一种车磨复合仿形机床及其开槽方法，用于工件仿形加工，特别是用于主辊一次成型开槽，包括床体，其中，床体上表面平行设置的一仿形模具及一工件，工件由设置在床体上表面一端的尾座组件及设置在床体上表面另一端的工件轴主轴箱夹持，工件下方设置一辅助装卸装置，床体上表面还设置有导轨，模具进给机构及刀具进给机构设置在导轨上，模具进给机构夹持仿形模具，刀具进给机构设置在尾座组件的外侧，其上设置有车刀刀塔。

优选地，车磨复合仿形机床的仿形模具与工件的轴中心在同一水平面上；

优选地，车磨复合仿形机床的辅助装卸装置包括二伸缩性托举装置，二伸缩托举装置支撑工件；

优选地，车磨复合仿形机床的车刀刀塔由刀具进给机构带动，车刀刀塔包括车刀刀塔座和设置在车刀刀塔座上的车刀；

优选地，车磨复合仿形机床的模具进给机构、刀具进给机构、尾座组件以及车刀刀塔沿轨道移动以调整位置

优选地，车磨复合仿形机床的刀具进给机构具有两组进给单元，每个进给单元都包含精密滚珠螺杆及设置在进给螺杆一端的进给电机，两组进给单元实现进给过程中的移动方向相互垂直；

优选地，车磨复合仿形机床的模具进给机构包括分别设置在仿形模具两端以夹持模具的模具主轴箱和模具轴组件尾座，模具主轴箱和模具轴组件尾座固定设置在模具进给底板上，模具进给底板滑动设置在模具进给导轨上，模具进给底板下方还设置有精密滚珠螺杆及设置在精密滚珠螺杆一端的进给电机；

优选地，车磨复合仿形机床的车磨复合仿形机床具有二CCD检测装置；

根据本发明，提供一种车磨复合仿形机床开槽方法，包括以下步骤：

1）模具装载，刀具对刀检测：根据工件需求装配对应规格模具，在视觉对刀后，将模具及刀具回归安全零位；