一种水晶散热板晶片Y切方法及工装

技术领域

本发明属于水晶散热板加工技术领域，具体涉及一种水晶散热板晶片Y切方法及工装。

背景技术

人造光学水晶主要作为投影仪的散热材料，人造光学水晶采用水热温差法生长，生长周期长，一般在90天左右，因此成本昂贵。由于投影仪的散热板种类繁多，一般很难找到合适的水晶规格来兼顾多种规格的散热板，人造光学水晶的规格通常为X向75mm，按照传统的方法加工，往往只能出3支棒材，剩余1支较大的边棒材因尺寸不够白白扔掉，造成原材料的浪费。

发明内容

为了充分利用人造光学水晶的边棒材，本发明提供一种水晶散热板晶片Y切方法及工装。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种水晶散热板晶片Y切方法，将人造光学水晶切割成正常棒材及边棒材，正常棒材的Y轴I与边棒材的Y轴II的夹角为60°，包括以下步骤：将边棒材的X向尺寸加工为x＝(a+1.732t)/2+0.5，其中x为边棒材的X向尺寸，a为散热板晶片的x向尺寸，t为散热板晶片的厚度；将边棒材放置到切割机的工作面上，使其Z面向上，使切割机的切割线方向与边棒材的X面的夹角为30°，使用切割机对边棒材进行切割；去除边棒材的斜边余量0.5mm。

进一步的，所述正常棒材按照正常切割方位将其切割为散热板晶片。

进一步的，利用卧轴平面磨床或立轴平面磨床将边棒材的X向尺寸加工到计算的尺寸x。

进一步的，对边棒材切割前，将边棒材粘接在切割板上，然后将切割板放置在切割机的工作面上进行切割。

进一步的，边棒材粘接在切割板之前，切割板上放置三角形靠板，三角形靠板的两个直角边分别与切割板对应的边平行，边棒材的X面与三角形靠板的斜边匹配，使边棒材与切割板的一边夹角为30°，然后将边棒材粘接在切割板上，并移除三角形靠板。

进一步的，所述切割机为线切割机。

一种水晶散热板晶片Y切工装，包括30°工装，30°工装包括切割板，切割板上设置三角形靠板，三角形靠板用于与边棒材匹配的斜边与切割方向夹角为30°，三角形靠板的另外两个直角边分别与切割板对应的边平行。

进一步的，所述三角形靠板的厚度15mm，斜边长100mm，材料为灰口铸铁；所述切割板的尺寸为220×180mm，厚度20mm，材料为灰口铸铁。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：将边棒材X向尺寸按照公式计算得出的值加工后，使用切割机按照与边棒材x面夹角为30°的方向进行切割，最终得到相同规格的散热板晶片，节约了昂贵的人造光学水晶原料。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明中一种水晶散热板晶片Y切方法实施例的整体原理图；

图2为本发明中将人造光学水晶切割成棒材及边棒材的示意图；

图3为本发明中30°工装实施例的示意图；

图4为本发明中边棒材切割成散热板时的粘接及切割的整体示意图；

图5为本发明中边棒材粘接在30°工装上的示意图；

图6为本发明中的边棒材切割为散热板晶片的示意图；

图7为本发明中将边棒材切割为多个散热板晶片的示意图；

图8为本发明中规格为20×18×1散热板晶片的方位图；

图9为本发明中散热板晶片与切割前的边棒材的尺寸示意图。

【附图标记】

1、2、3-正常棒材，4-边棒材，5-散热板正常切割方位，6-散热板30°切割方位，7-切割板，8-切割线，9-三角形靠板，10-散热板晶片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种水晶散热板晶片Y切方法及工装的实施例，如图1至图9所示。人造光学水晶在Z轴方向具有三次对称性质，相应的具有三个Y轴。当加工Y切晶片时，按照正常的工艺加工正常的棒材后，剩余的边棒材的X向尺寸>(晶片X向尺寸)/2，可考虑利用边棒材。

如图1所示为人造光学水晶的整体示意图，该人造光学水晶上的其中两个Y轴，分别为Y轴I、Y轴II，两轴夹角为60°，将人造光学水晶分割成正常棒材1、2、3，以及边棒材4，在加工边棒材时，相对于正常棒材的切割方向来说，边棒材的切割方向为正常棒材的切割方向逆时针旋转60°的方向，切割后的晶片X向尺寸与正常工艺晶片尺寸相等，从而做到原料的最大化利用。切割后的正常棒材及边棒材如图2所示，然后再将正常棒材处理后按照散热板正常切割方位5切割成散热板晶片10，正常棒材切割成的散热板晶片10与Y轴I垂直，将边棒材处理后按照散热板30°切割方位6切割成散热板晶片10，散热板晶片与Y轴II垂直。

作为最终成品的散热板晶片，设定其X向尺寸为amm，厚度为tmm。将人造光学水晶按照正常切割方位进行切割，切割为多个正常棒材1、2、3，然后切割成符合规格的散热板晶片。在给剩下的边棒材留下0.5mm的斜边余量的前提下，所需要的待加工边棒材X向尺寸为x＝(a+1.732t)/2+0.5≈(asin30°+tcos30°)+0.5。按此公式计算所需边棒材的X尺寸并将边棒材进一步加工成X向尺寸为x的边棒材。边棒材以Z轴为旋转轴，以边棒材的X面(X面与Y轴I平行)为起始面，顺时针或逆时针旋转30°使散热板晶片的X向与切割线平行，然后粘接在切割板7上，将粘接好的边棒材4按照工艺规定的厚度切割，如图6所示，即可得到与正常棒材切割成的散热板晶片相同规格的散热板晶片。

在对边棒材进行切割时，需要一种30°工装，如图3所示30°工装包括切割板7，为保证边棒材旋转角度，切割板上设置三角形靠板9，三角形靠板9用于与边棒材匹配的斜边与切割线的切割方向夹角为30°，三角形靠板9的另外两个直角边与切割板7对应的边平行。三角形靠板9的厚度15mm，斜边长100mm，材料为灰口铸铁。切割板7的尺寸为220×180mm，厚度20mm，材料为灰口铸铁。

将人造光学水晶切割成散热板晶片的具体实施步骤如下：

步骤1：正常棒材切割：将人造光学水晶切割出正常尺寸的棒材1、2、3，并剩余1支边棒材4，如图2所示，正常棒材及边棒材进一步处理使其Z向尺寸符合规格，将正常棒材按照正常切割方位5加工成散热板晶片；

步骤2：边棒材4的尺寸计算：设散热板晶片的X向尺寸为amm，厚度为tmm，则边棒材的X向尺寸为x＝(a+1.732t)/2+0.5；

步骤3：边棒材4的X向尺寸加工：利用卧轴平面磨床或立轴平面磨床将边棒材的X向尺寸加工到计算的尺寸x；

步骤4：粘板：将三角形靠板9与切割板7的基准边对齐，边棒材4的Z面朝上，X面与三角形靠板9的斜边对齐，将边棒材4与切割板7用厌氧胶粘接在一起，如图5所示，然后将三角形靠板9去掉；

步骤5：散热板晶片切割：将粘接好的边棒材连通切割板放在切割机的工作面上，切割板与工作面对齐防止，使切割线与边棒材4的X面呈30°夹角，然后启动切割机对边棒材进行切割。

步骤6：晶片去斜边余量：两边余量合计为0.5mm，去掉斜边余量后，散热板晶片尺寸达到标准规格。

上述方法中的切割机为线切割机，上述方法操作简单，非常适合批量作业，大大提高人造光学水晶的利用率。

以75×210×21mm人造光学Z板水晶加工20×18×1mm散热板晶片为例进行说明。

步骤1、棒材加工：将人造光学Z板水晶正常切割成正常棒材以及边棒材，正常棒材加工规格为20×18×210mm，20mm为X向尺寸；75×21×210mm板材可以出3支20×18×210mm的正常棒材，同时还有1支15×18×210的边棒材；

步骤2、边棒材加工尺寸的计算：设散热板晶片的X向尺寸为amm，厚度为tmm，a为20mm，t为1mm，则边棒材的X向尺寸x＝(a+1.732t)/2＝(20+1.732×1)/2+0.5＝11.366mm；

步骤3：利用卧轴平面磨床或立轴平面磨床将边棒材加工到尺寸11.366×18×210mm；

步骤4：将三角形靠板9与切割板7的基准边对齐，边棒材4的Z面朝上，X面与三角形靠板9的斜边对齐，将边棒材4与切割板7用厌氧胶粘接在一起，如图5所示，然后将三角形靠板去掉；

步骤5：散热板晶片切割：将粘接好的边棒材放在切割机上，使切割线与边棒材4的X面呈30°夹角，然后启动切割机对边棒材进行切割。

步骤6：散热板晶片去斜边，两边余量合计为0.5mm，去掉斜边后，晶片尺寸为20×18×1mm。

人工光学水晶的种籽长度沿其中的一个Y轴方向，技术及加工人员在工艺设计时，往往只考虑该Y轴，这样加工比较方便。但是由于散热板晶片品种繁多，人造光学水晶的光学原晶规格无法匹配众多的散热板晶片规格，使得光学原晶的X向尺寸无法得到充分运用，在很大程度上造成原料的浪费。如种籽为(X×Y)75×21×210mm的Z板，加工(X×Z×Y)20×18×1mm散热板晶片，只考虑一个Y轴，每块原晶可以出3支棒材，每支棒材出片99片，每块料出片297片，另外剩余1支边棒材。若将剩余的边棒材沿另一个Y轴切割，则可以多出片61片，出材率提高20％。该方法操作简单，非常适合切割剩余下来的边角料。

尽管已经展示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。