往復走絲電火花線切割工具機的製作方法

2023-05-30 14:58:36

專利名稱：往復走絲電火花線切割工具機的製作方法
技術領域：
往復走絲電火花線切割工具機
(一) 技術領域 本實用新型涉及一種往復走絲電火花線切割工具機，屬於電火花
線切割工具機技術領域。
(二) 背景技術
現有技術中，電火花線切割工具機包括低速、中速、高速走絲電 火花線切割機三大類。
低速走絲電火花線切割機採用銅絲作電極絲，電極絲為單向運 動，其最大特點是加工精度高，售價高。其中頂級的如瑞士夏米爾 公司的千系列工具機、日本三菱電機公司的PA系列超高精度工具機、 日本牧野公司的UPJ-2超精密工具機等，加工精度在±0. 002rnn以內， 表面粗糙度Ra<0. 2,，每臺售價一般在200萬元以上。高檔機精 度在±0.003 ,左右，如夏米爾公司的240CG、 44GGG機，日本三 菱電機公司的FA-V超高速高性能機等。每臺售價在100萬元以上。 中檔的切割精度可達土0.005mn, —般在50 80萬^￡/臺。如瑞士阿 奇公司的XENON、夏米爾公司的380，日本沙迪克公司的AQ系列、 三菱電機公司的FA系列等。
此外，低速走絲電火花線切割機的切割效率高，目前一次切割 的最高效率可達500rmi7min,
低速走絲電火花線切割工具機一般都具備自動穿絲、錐度切割功 能，在中高檔機中還具有浸入式加工功能。具有上述浸入式加工功能的低速走絲電火花線切割機中，它包 括一個密閉的液箱，電極絲經位於密閉液箱上方的寶石過絲器向下 豎直地從液箱中穿過，經密閉液箱下方的寶石過絲器回到je絲筒。 固定工件的工作檯置於密閉液箱中的液面下，並位於加工區內。在 經加工工件的電極絲的上、下方，還分別置有兩個對準電極絲割縫 的噴液嘴，上下兩個噴液嘴同時以較大壓力等壓力地對準電極絲割 縫噴液，以實現排屑、冷卻功能。
具有上述浸入式加工功能的低速走絲電火花線切割機，其不足
在於1 、走絲速度慢，大約為0. 1m/s,這增大了排屑難度，無 法加工500imi以上厚度的工件。在加工時，由於割縫小，冷卻液不 易進入割縫中部，同時，由子低速走絲電火花線切割機的走絲速度 慢(0.1m/s)，割縫中部產生的金屬屑也難以被電極絲帶出，這些 均導致了割縫中部排屑面難，這直接影晌了光潔度；2、密閉液箱 的密封難，電極絲從上臂頂端的上主導輪豎直地穿入液箱，最後從 液箱中豎直地穿出回到下臂頂端的上下主導輪,這給密封提出了很 大的難羅，其成本高；3、難以加工大厚度的工件，現有技術中， 500tiin以上厚度的工件無法加工。
在中速、高速走絲電火花線切割工具機中，常採用鉬絲作電極絲, 其價格低、加工精度不高。它與低速走絲電火花線切割機有很大的 差異。其電極絲為往復運動。往復走絲電火花線切割機的切割效率 與低速走絲電火花線切割機也相距甚大，高速走絲電火花線切割機 的切割效率一直徘徊在60—80mnf/inin。現有的往復走絲電火花線切割工具機，包括機座、運絲機構、線 架、工作檯、工作液系統、工具機電器、數控系統及高頻電源幾大部 分，其中，
運絲機構通常包括運絲拖板導軌副、傳動組件、運絲電機、聯 軸器、同步帶傳動機構、運絲上下拖板、固定安裝於運絲上拖板的 貯絲筒、行程開關，貯絲筒在運絲電機驅動下做旋轉運動，同時做
水平往復直線運動，實現排絲、放絲；
線架包括固定在機座上的立柱及與立柱相連接的水平的上臂、 水平的下臂及若干導輪；
繞於貯絲筒上的電極絲從貯絲筒引出後，經若干過渡導輪、上、 下主導輪在水平的上臂、下臂頂端一倆的上、下主導輪間(加工區) 閉合形成環路；
工作檯包括下拖板、上拖板、拖板電機、工作檯拖板導軌副、 傳動組件，工作檯在拖板電機的驅動下可實現X、 Y向十字型運動， 工件置幹該工作檯面上，其待加工部位恰位於加工區。
為保證電極絲在線切割時能及時有效的冷卻，同時,能及時盡 量地帶走切割下的材料，現有各種的往復走絲電火花線切割工具機還 包括工作液系統。它的作用主要是絕緣、消電離、排屑、冷卻等。 對快速走絲工具機，因走絲速度快，能自動排除短路現象，廣泛採用 介電強度較低的乳化油水溶液。對慢速走絲工具機，則大多採用去離 子水。工作液的循環與過濾裝置一般由電動機、工作液泵、液箱、 過濾器、管道和流量控制閥、噴液嘴等組成，該結構中，噴液嘴安裝於加工區，其開口方向對準加工區內的加工件及電極絲，通過噴 液嘴對加工區內的加工件及電極絲進行噴淋。
能否很好地排屑、冷卻對線切割工具機的加工速度、光潔度關係 甚大。為此，現有技術中提出了眾多噴淋冷卻結構，典型的如名為
"大錐度線切割工具機的電極絲冷卻裝置"的99225475. 2號中國專 利，該專利公開了一種大錐度線切割工具機的電極絲冷卻裝置，該裝 置在上轉軸和下轉軸上位於電極絲的前後均設有兩個對準電極絲 的噴液嘴;所述上轉軸和下轉軸上位於電極絲的左右也均設有該裝 置，不管電極絲工作段如何傾斜，能夠保證冷卻液始終噴在電極絲 上，確保對電極絲進行有效的冷卻作用。
現有技術中眾多噴淋冷卻結構和裝置，從實踐結果看，均不完 美，或多或少存在著排屑效果差、冷卻不充分、及時，這直接影響 了加工精度，而且影晌了電極絲的壽命，甚至造成斷絲。其原因如 下
由於加工的縫隙小(約0. 2nin),同時，放電通道內產生10000°G 以上的高溫，乳化液將分解生成大量的含碳高分子化合物並與金屬 蝕除產物反應生成膠體狀或顆粒狀物質，它們粘附在割縫內，這些 蝕除產物在靠近上下兩個噴液嘴處尚容易排出，在遠離上下兩個噴 液嘴的割縫中部，冷卻液壓力變小，蝕除產物難以排出。大約只有 50X的蝕除產物能被及對排出。尤其是在加工大厚度的工件時，割 縫中部排屑極其困難，現有技術中，1200mm以上厚度的工件無法 加工。同時較厚工件的割縫中部的冷卻也不及時，直接影響了光潔度。
2、 若放電過程中產生的加工屑不能被及時排屑， 一旦有加工 屑搭橋而成，或兩極上相對突出的尖點偶相遇而形成的微短路狀態 具有較大的接觸電阻。由於電極絲運動，這種微短路很容易被拉開 形成電弧放電。故此時脈衝電源輸入到加工間隙的能量密度遠大於 正常加工時，使得電極絲的黏著部位產生脈衝能量集中釋放，這不 僅嚴重影響了加工精度，而且導致電極絲產生裂紋，甚至可能造成 斷絲。
3、 此外，現有技術中眾多噴淋冷卻結構和裝置中，若噴水的 方向不準確也易斷絲。因為噴水方向不準，上下噴水壓力不當，工 ^^液就無法噴入切割縫，電極絲不能夠冷卻，使得電極絲局部溫度 突然升高，引起燒絲。
現有的往復走絲電火花線切割工具機有待於改進。 (三)實用新型內容-
本實用新型旨在提供一種排屑效果好、冷卻效果好的往復走絲 電火花線切割工具機。
本實用新型的技術解決方案如下
往復走絲電火花線切割工具機，包括機座、運絲機構、線架、工 作臺、工作液系統、工具機電器、數控系統及高頻電源幾大部分，其 中，
運絲機構包括運絲電機、同步帶傳動機構、ft絲筒、運絲導軌 副、傳動組件、行程開關，貯絲筒在運絲電機驅動下做旋轉運動，實現排絲、放絲；
線架包括相平行的兩個臂，兩個臂頂端各安裝一個主導輪；
繞於貯絲筒上的電極絲從貯絲筒引出後，經若干過渡導輪、兩 個主導輪在兩個臂頂端的兩個主導輪間閉合形成環路；
待加工工件置於該工作檯面上，其待加工部位恰位於兩個臂頂 端主導輪間的加工區；
其特徵在於-
所述工作液系統包括一個上端留有開口的液箱，所述液箱位於 加工區，工作檯位於液箱內的液面下，所述線架的兩個臂從上方開 口處伸入液箱中，兩個臂頂端的兩個主導輪之間的電極絲位於液箱 中的液面下。
加工區位於液箱中的液面下，排屑效果好、光潔度好、冷卻及 時，不易燒絲斷絲。尤其解決了加工大厚度工件的難題。 進一步的技術解決方案為-
所述與立柱相連接的相平行的兩個臂均為豎直狀態，安裝於兩 個臂頂端的兩個主導輪位於同一水平面上；它們同時浸於液箱中的 液面下。
上述結構更為簡單，同時克服了現有低速走絲電火花線切割機 浸入式加工密封難的問題。
上述結構中，所述工作液系統，還包括一個過濾式循^^裝置， 該過濾式裝置包括循環泵、過濾器。通過循環泵強制冷卻液通過濾 器，對冷卻液進行循環過濾。這有助於保證冷卻液的質量從而保證了線切割加工質量的穩 定性。
(四)
以下將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明 附圖1為本實用新型實施例中切割機構部分基本結構的示意圖。
附圖2為圖1的左視圖。
附圖3為本實用新型第一個實施例的結構示意圖。 附圖4為圖3的左視圖。
附圖5為本實用新型第二個實施例的結構示意圖。 附圖6為圖5的左視圖。
附圖7為本實用新型第三個實施例的結構示意圖。 附圖8為圖7的左視圖。
附圖9為本實用新型第四個實施例的結構示意圖。 附圖10為圖9的左梘圖。
具體實施方式
參見附圖1、 2,本實用新型下列實施例中，切割機構部分的 基本結構由運絲和線架兩部分組成。具體地說，運絲部分由機架 109、通過左軸承座104右軸承座107安裝於機架上水平安置的電 機108、水平安置的貯絲筒105、裝有導輪106的排絲架112、大 同步輪110、同步帶"3、小同步輪"4、過渡導輪103組成，電 機108通過同歩帶113帶動貯絲筒105做旋轉運動，同時，帶動排絲架沿導向裝置往復直線運動，實現排絲、放絲。線架部分包括相 平行的兩個臂111,兩個臂均為豎直狀態，它們的頂端各安裝一個
主導輪102。繞於fc絲筒上的電極絲101從je絲筒兩邊分別引出 後，經排絲架上的導輪106再經過渡導輪103、主導輪102閉合形 成環路。
參見附圖3、 4,本實用新型第一個實施例往復走絲電火花線 切割工具機為工作檯固定型。包括機座、運絲機構、線架、工作檯、 工作液系統、工具機電器、數控系統及高頻電源幾大部分，其中，運 絲和線架兩部分同樣採用上述結構。立柱202通過傳動組件絲杆副 209及水平安裝於機座203上的由導軌208、滾珠207組成的導軌 副安裝於機座203上。當Y軸電機工作時，通過傳動組件209驅動 立柱202沿水平導軌副作Y向運動。切割機構部分201通過傳動組 件絲杆副及豎直安裝於立柱202倒面的導軌副與立柱202相連接。 當Z軸電機工作時，通過傳動組件驅動切割機構201沿立柱202 作Z向運動。
上端敞口的工作檯液槽205位於切割機構部分201下方,、工 作臺206位於工作檯液槽205中液面下。上述線架部分的兩個臂均 為豎直狀態，從上方伸入液槽205中，安裝於兩個臂頂端的兩個主 導輪位於同一水平面上，它們同時浸於工作檯液箱中的液面下。待 加工工件置於該工作檯面上，恰位於兩個臂頂端主導輪間的加工 區。工作液系統包括工作液泵212、過濾器2t1、連接管道210。 過濾液箱204位於工作檯液槽205 —側，其內裝有過濾器211 。通過工作液泵212強制經連接管從工作檯液槽205中抽取的冷卻液通 過濾器211，對冷卻液進行循環過濾，並將過濾過的冷卻液送入工 作臺液槽205中。
上述結構由於加工區位幹液箱中的液面下，而走絲速度較快， 割縫內產生的蝕除產物在高速移動的鉬絲帶動下，很容易被從縫隙 中帶出，排屑效果好，光潔度好。同時，工作液能從已加工的縫隙 中浸入割縫中部，整個加工區充滿工作液，因而冷卻及時，不易燒 絲斷絲。尤其是能加工大厚度工件。同時結構簡單，解決了浸入式 低速走絲電火花線切割機中密封難的問題。
參見附圖5、 6,本實用新型第二個實施例為工作檯移動型線 切割工具機，與第一個實施例不同的是，立柱與機座為一體結構，呈 L狀，切割機構3G1通過傳動組件及導軌副309連接於L狀的垂直 邊(即立柱302的一倆)，並可完成Z向運動，內置有工作檯305 的液箱通過傳動組件及導軌副310連接於L狀的橫邊(即機座306) 上，並可完成Y向運動，隔板308將液箱隔成加工液箱304和過濾 液箱303,過濾液箱內裝有過濾器307和工作液泵31,。
參見附圖7、 8,本實用新型第三個實施例為雙立柱龍門式工 作臺移動型線切割工具機，立柱402為雙立柱龍門式，通過傳動組件 及導軌副置於機座404上，並可完成X向運動，切割機構401通過 傳動組件及導軌副連接於龍門式立柱402 —倒,並可完成Z向運動， 液箱403固定置於機座404上,切割機構部分的兩個臂均為豎直狀 態，安裝於兩個臂頂端的兩個主導輪位於同一水平面上，它們同時浸於液箱403中的液面下。待加工工件置於液箱403內的工作檯面 上，恰位於兩個臂頂端主導輪間的加工區。過濾液箱405置於一側。
參見附圖9、 10,本實用新型第四個實施例為雙立柱龍門式工 作臺移動型線切割工具機，同樣採用龍門式立柱502,切割機構501 同樣通過傳動組件及導軌副連接於龍門式立柱502 —倆，可Z向運 動，與上一實施例不同的是，龍門式立柱502固定置於機座505 上，內置有工作檯504的液箱503通過傳動組件及導軌副置於機座 505上並可X向運動，過濾液箱506置於一倆。
上述實施例2、 3、 4中，可X、 Y、 Z向運動均採用如實施例1 的電機通過傳動組件及導軌副驅動的結構，為簡潔起見，就不一一 贅述了。這對本領域普通技術人員而言，已能再現出。
本實用新型上述實施例均為較佳的實施例，它們以不同的結構 形式、以不同的運動形式，同樣實現了在液面下加工的目的。採用 加工區位於液箱中的液面下，電極絲豎直地從液箱中穿過的結構也 能有好的排屑效果，它也能達到冷卻及吋，不易燒絲斷絲的技術效 果，當然，它不如上述實施例結構筒單。同時，在本實用新型的實 用新型構思下，本實用新型還有多種實施形式，這對本領域技術人 員而言，毋需付出創造性勞動即可再現出，在此就不詳述了。採用 上述等同替代方案當然落入了本實用新型的保護範圍。
權利要求1、一種往復走絲電火花線切割工具機，包括機座、運絲機構、線架、工作檯、工作液系統、工具機電器、數控系統及高頻電源幾大部分，其中，運絲機構包括運絲電機、同步帶傳動機構、貯絲筒、運絲導軌副、傳動組件、行程開關，貯絲筒在運絲電機驅動下做旋轉運動，實現排絲、放絲；線架包括兩個臂，兩個臂頂端各安裝一個主導輪；繞於貯絲筒上的電極絲從貯絲筒引出後，經若干過渡導輪、兩個主導輪在兩個臂頂端的兩個主導輪間閉合形成環路；待加工工件置於該工作檯面上，其待加工部位恰位於兩個臂頂端主導輪間的加工區；其特徵在於所述工作液系統包括一個上端留有開口的液箱，所述液箱位於加工區，工作檯位於液箱內的液面下，所述線架的兩個臂從上方開口處伸入液箱中，兩個臂頂端的兩個主導輪之間的電極絲位於液箱中的液面下。
2、 根據權利要求l所述的往復走絲電火花線切割工具機，其特 徵在於所述與立柱相連接的相平行的兩個臂均為豎直狀態，安裝於兩 個臂頂端的兩個主導輪位於同一水平面上；它們同時浸於液箱中的 液面下。
3、 根據權利要求2所述的往復走絲電火花線切割工具機，其特 徵在於所述工作液系統中還包括一個過濾式循環裝置。
4、 根據權利要求2所述的往復走絲電火花線切割工具機，其特徵在於所述線架通過傳動組件及豎直安裝於立柱上的導軌副與立柱 相連接，Z軸電機工作時通過傳動組件驅動切割機構，沿立柱作Z 向運動，上述立柱則通過傳動組件及水平安裝於機座上的水平導軌 副安裝於機座上，Y軸電機工作時通過傳動組件驅動立柱沿水平 導軌副作Y向運動，所述工作液系統包括一個位置固定的液箱，所 述工作檯固定位於液箱中液面下。
5、 根據權利要求2所述的往復走絲電火花線切割工具機，其特徵在於所述立柱與機座為一體結構，呈L狀，切割機構通過傳動組件 及導軌副連接於L狀的垂直邊的一側，通過電機、與之相連的傳動 組件及導軌副驅動切割機構沿立柱作Z向運動，內置有工作檯的液 箱通過傳動組件及導軌副連接於L狀的橫邊上，通過電機、與之相 連的傳動組件及導軌副驅動液箱沿L狀的水平邊作Y向運動。
6、 根據權利要求2所述的往復走絲電火花線切割工具機，其特徵在於:所述立柱為雙立柱龍門式,通過傳動組件及導軌副置於機 座上，通過電機、與之相連的傳動組件及導軌副驅動立柱作X向運 動，液箱固定置於機座上，切割機構通過傳動組件及導軌副連接於龍門式立柱一側，通過電機、與之相連的傳動組件及導軌副驅動切割機構作z向運動。
專利摘要本實用新型涉及一種往復走絲電火花線切割工具機，包括機座、運絲機構、線架、工作檯、工作液系統、工具機電器及數控系統幾大部分，其特徵在於所述工作液系統包括一個上端留有開口的液箱，所述液箱位於加工區，工作檯位於液箱內的液面下，所述線架的兩個臂均為垂直狀態，從上方開口處伸入液箱中，安裝於兩個臂頂端的兩個主導輪位於同一水平面上，兩個臂頂端的兩個主導輪之間的電極絲位於液箱中的液面下對工件進行電火花線切割加工。本實用新型中，加工區位於液箱中的液面下，排屑效果好、光潔度好、冷卻及時，不易燒絲斷絲。尤其解決了加工大厚度工件的難題。同時克服了現有低速走絲電火花線切割機浸入式加工密封難的問題。
文檔編號B23H7/02GK201147863SQ20072030690
公開日2008年11月12日 申請日期2007年11月11日 優先權日2007年11月11日
發明者王炎秋, 蔣扣喜 申請人:江蘇三星機械製造有限公司