CN100388998C - 水平走丝的分体式微细电火花线切割装置 - Google Patents

Abstract

一种水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，属于特种加工领域。本发明采用分体式结构，由张力控制装置、行丝装置和收丝装置三部分组成。张力控制装置置于工作液箱的左侧或右侧，行丝装置位于工作液箱之内，收丝装置位于工作液箱右侧或左侧，工件安装在主轴上，Z轴和Y轴联动利用水平方向的电极丝切割工件。本发明丝嘴水平布置，采用水平走丝，能够有效解决现有电火花加工机床的缺点和不足，简化机床结构、实现机床的小型化；能够实现浸液和工作液喷淋两种加工方式。本发明采用V型丝嘴，实现电极丝准确定位、减小电极丝抖动，提高加工精度和加工表面粗糙度。

Description

水平走丝的分体式微细电火花线切割装置

技术领域

本发明涉及的是一种特种加工技术领域的装置，具体地说，是一种水平走丝的分体式微细电火花线切割装置。

背景技术

电火花线切割加工是一种利用火花放电所产生的热效应蚀除工件材料的加工方法，具有不受工件材料强度、硬度等机械性能的限制及无宏观切削力的优点，特别适合难加工材料及复杂形状零件的加工，在航空、航天、汽车、电子、模具、轻工等行业有较广泛的应用。近年来，随着微型机械的发展、成熟和应用，对微小零件(如微齿轮、微小花键、微小连接器、微小模具、微小异形空等典型零件)需求的日益增加。微细电火花线切割加工由于其独特的加工方法及较高性价比得到了迅速发展，并在微机械领域发挥了重要的作用。现有的电火花线切割装置(或机床)采用垂直走丝方式(两丝嘴上下布置，用垂直的电极丝切割工件)。

经对现有技术的文献检索发现，美国专利US3752950A，该专利公开了一种“水平走丝的电火花线切割装置”，该专利提到行丝装置位于工作液箱之内，利用水平方向的电极丝切割工件。中国专利号为：03238483，名称为：电火花线切割机床，该专利自述为：一种电火花线切割机床，具有五轴坐标移动机构，一运丝传动机构设置在垂直运动轴部及切割机床本体上，其包括在垂直运动轴部支架上设置有一丝卷，其一侧设有一对由送丝电机驱动的送丝夹持轮，该对夹持轮的其中一个为送丝导出轮，一导向过渡轮与该送丝导出轮同一水平高度地设置其侧边，该送丝导出轮与导向过渡轮之间设有一平衡轮，该过渡轮的下部设有压丝机构；该运丝传动机构还包括设在垂直运动轴底部的上导丝嘴，一下导丝嘴设在该垂直运动轴下方的下臂上，一对收丝轮设置在该切割机床本体上，该下导丝嘴与收丝轮间设有一半自动吹丝机构；该平衡轮为可摆动地设置，其上设有一磁敏元件，该磁敏元件分别与上述送丝电机和收丝电机的控制单元电连接。

该专利、其他专利及现有的线切割机床均采用垂直走丝方式(利用垂直方向的电极丝切割工件)，这种走丝方式有如下不足之处：1、必须有桶状悬臂导丝装置，导致机床结构复杂、体积庞大。2、机床的工作液箱密封困难，一般只能采用工作液喷淋加工方式。3、采用圆形丝嘴，容易产生电极丝抖动、定位不准确等问题，影响加工精度和表面粗糙度。上述不足之处，是目前电火花线切割机床(或装置)发展和改进的巨大障碍，制约了电火花线切割的快速发展。电火花线切割机床的上述不足，是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有电火花线切割机床(或装置)的问题，设计了一种水平走丝的分体式微细电火花线切割装置。本发明体积小、结构简单、工作液箱易于密封、电极丝定位准确且不易抖动，能获得良好的加工精度和表面光洁度。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括三部分：张力控制装置、行丝装置、收丝装置。采用分体式结构，张力控制装置置于工作液箱的左侧(或右侧)，行丝装置位于工作液箱之内，收丝装置位于工作液箱右侧(或左侧)。

所述的张力控制装置由贮丝筒、压簧、第一单丝道固定导轮、第一毡圈、双丝道固定导轮、单丝道浮动导轮、杠杆、拉簧和张力控制装置载体组成。贮丝筒、压簧、单丝固定道导轮、第一毡圈、双丝道固定导轮、杠杆的固定端均由螺钉固定在张力控制装置载体上，除第一毡圈外均可绕螺钉转动；单丝道浮动导轮由螺钉固定在杠杆的活动端；拉簧的一端固定在杠杆上，另外一端固定在张力控制装置载体上。电极丝从贮丝筒上抽出，经第一单丝道固定导轮、第一毡圈、双丝道固定导轮的一个丝道、单丝道浮动导轮，然后返回双丝道固定导轮的另外一个丝道，再进入行丝装置。

行丝装置由两个V形丝嘴、行丝装置载体组成。两个V形丝嘴水平布置，分别由螺钉固定在行丝装置载体上。由张力控制装置引出的电极丝经两个V形丝嘴进入收丝装置。

收丝装置由压力杠杆、压块、压力弹簧、收丝装置载体、固定主动轮、浮动从动轮、第二、第三单丝道固定导轮、第二毡圈组成。第二、第三两个固定单丝道导轮、第二毡圈、固定主动轮、压块、压力杠杆的固定端由螺钉固定在收丝装置载体上，除第二毡圈外均可绕螺钉转动；浮动从动轮固定在压力杠杆上，并可绕其轴心转动。压力弹簧位于压块和压力杠杆之间。从行丝装置抽出的电极丝，经第二单丝道固定导轮、第二毡圈、第三单丝道固定导轮，进入固定主动轮、浮动从动轮之间。

本发明提出了微细电火花线切割装置的分体式设计思想，行丝装置位于工作液箱之内，而张力控制装置和收丝装置分别置于工作液箱的两侧。工件安装在主轴上，利用Z轴和Y轴联动实现微细二维形状的线切割加工。

本发明具有实质性特点和显著进步。1、利用水平的电极丝切割工件，省去了垂直走丝机构中必须的桶状悬臂导丝装置及相应结构，机床结构简单、紧凑，体积小。2、采用分体式结构，张力控制装置、收丝装置放在工作液箱之外，便于实现行丝装置乃至整个机床的小型化，安装调整方便，同时可防止工作液污染。3、行丝机构置于工作液箱之内，能够实现浸液(加工区在工作液面以下)加工，同时又可以实现工作液喷淋加工。4、工件安装在主轴上，利用Z轴和Y轴联动实现微细二维形状的切割加工。5、行丝装置采用V型丝嘴，能够实现电极丝准确定位，并能有效减小电极丝抖动，有效提高加工精度、降低加工表面粗糙度。

综上所述，本发明提出全新的水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，能够有效解决现有电火花加工机床(装置)的缺点和不足，能够有效简化机床结构、实现机床的小型化；能够实现浸液和工作液喷淋两种加工方式，实现电极丝准确定位、减小电极丝抖动，提高加工精度和表面粗糙度。

附图说明

图1为本发明结构示意图

图中：贮丝筒1、压簧2、第一单丝道固定导轮3、第一毡圈4、双丝道固定导轮5、主轴6、Z轴7、电极丝8、第二毡圈9、第二单丝道固定导轮10、压力杠杆11、压块12、压力弹簧13、收丝装置载体14、浮动从动轮15、固定主动轮16、第三单丝道固定导轮17、工作液箱18、Y轴19、行丝装置载体20、工件21、丝嘴22、单丝道浮动导轮23、杠杆24、拉簧25、张力控制装置载体26。

具体实施方式

如图本发明由张力控制装置、行丝装置和收丝装置三部分组成。

1.张力控制装置

张力控制装置由贮丝筒1、压簧2、第一单丝道固定导轮3、第一毡圈4、双丝道固定导轮5、单丝道浮动导轮23、杠杆24、拉簧25和张力控制装置载体26组成。贮丝筒1、压簧2、第一单丝道固定导轮3、第一毡圈4、双丝道固定导轮5、杠杆24的固定端(图中为左端)均由螺钉固定在张力控制装置载体26上，除第一毡圈4外均可绕螺钉转动；单丝道浮动导轮23由螺钉固定在杠杆24的活动端(图中为右端)；拉簧25的一端固定在杠杆24上，另外一端固定在张力控制装置载体26上。电极丝8从贮丝筒1上抽出，经第一单丝道固定导轮3、毡圈4、双丝道固定导轮5的一个丝道、单丝道浮动导轮23，然后返回双丝道固定导轮5的另外一个丝道，再进入行丝装置。张力控制装置置于工作液箱18的左侧或右侧。

2.行丝装置

行丝装置由两个V形丝嘴22、行丝装置载体20组成。两个V形丝嘴22水平布置，分别由两颗螺钉固定在行丝装置载体20上。从张力控制装置引出的电极丝8经两个V形丝嘴22进入收丝装置。行丝装置位于工作液箱18之内。

3.收丝装置

收丝装置由压力杠杆11、压块12、压力弹簧13、收丝装置载体14、固定主动轮16、浮动从动轮15、第二单丝道固定导轮10、第三单丝道固定导轮17、第二毡圈9组成。两个单丝道固定导轮10，17、第二毡圈9、固定主动轮16、压块12、压力杠杆11的固定端图中为左端由螺钉固定在收丝装置载体13上，除第二毡圈9外均可绕螺钉转动；浮动从动轮15固定在压力杠杆11上，并可绕其轴心转动。压力弹簧13位于压块12和压力杠杆11之间。从行丝装置抽出的电极丝8，经第一单丝道固定导轮10、第二毡圈9、第三单丝道固定导轮17，进入固定主动轮16、浮动从动轮15之间。收丝装置位于工作液箱18右侧或左侧。

本发明使用时，电极丝8从贮丝筒1上抽出，经第一单丝道固定导轮3、第一毡圈4、双丝道固定导轮5的一个丝道、单丝道浮动导轮23，然后返回双丝道导轮5的另外一个丝道，再进入行丝装置。从张力控制装置引出的电极丝8经两个V形丝嘴，进入收丝装置。从行丝装置抽出的电极丝，经第二单丝道固定导轮10、第二毡圈9、第三单丝道固定导轮17，进入固定主动轮16、浮动从动轮15之间。靠固定主动轮16与浮动从动轮15间的摩擦力驱动电极丝进给。固定主动轮16和浮动从动轮15之间的压力由压力弹簧13调节。电极丝8张力由压簧2和拉簧25调节。单丝道浮动导轮23和杠杆24的作用是使电极丝8的张力趋于恒定。当电极丝8的张力大于设定值时，单丝道浮动导轮23上移，电极丝8瞬间放松，张力恢复到设定值；当张力变小时，单丝道浮动导轮23下移，电极丝8瞬时张紧，张力恢复到设定值。工件21安装在主轴6上，Z轴7和Y轴19联动，利用水平电极丝切割工件。本发明中行丝装置位于工作液箱18之内，既可以实现工作液喷淋加工也可以实现浸液加工。

Claims (5)

1.一种水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，包括张力控制装置、行丝装置和收丝装置，行丝装置位于工作液箱之内，利用水平方向的电极丝切割工件，其特征在于：采用分体式结构，张力控制装置置于工作液箱的左侧或右侧，收丝装置位于工作液箱右侧或左侧，其中：

所述的张力控制装置由贮丝筒、压簧、第一单丝道固定导轮、第一毡圈、双丝道固定导轮、单丝道浮动导轮、杠杆、拉簧和张力控制装置载体组成，贮丝筒、压簧、第一单丝道固定导轮、第一毡圈、双丝道固定导轮、杠杆的固定端固定在张力控制装置载体上，单丝道浮动导轮固定在杠杆的活动端，拉簧的一端固定在杠杆上，另外一端固定在张力控制装置载体上；

行丝装置由两个丝嘴、行丝装置载体组成，两个丝嘴固定在行丝装置载体上，所述的两个丝嘴水平布置；

收丝装置由压力杠杆、压块、压力弹簧、收丝装置载体、固定主动轮、浮动从动轮、第二、第三单丝道固定导轮、第二毡圈组成，第二、第三两个单丝道固定导轮、第二毡圈、固定主动轮、压块、压力杠杆的固定端固定在收丝装置载体上，浮动从动轮固定在压力杠杆上，压力弹簧位于压块和压力杠杆之间。

2.根据权利要求1所述的水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，其特征是：所述的丝嘴为V形丝嘴。

3.根据权利要求1所述的水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，其特征是：所述的贮丝筒，其上抽出的电极丝，经第一单丝道固定导轮、第一毡圈、双丝道固定导轮的一个丝道、单丝道浮动导轮，然后返回双丝道固定导轮的另外一个丝道，再进入行丝装置。

4.根据权利要求1所述的水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，其特征是：所述的张力控制装置，其引出的电极丝经两个丝嘴进入收丝装置。

5.根据权利要求1所述的水平走丝的分体式微细电火花线切割装置，其特征是：所述的行丝装置，其抽出的电极丝，经第二单丝道固定导轮、第二毡圈、第三单丝道固定导轮，进入固定主动轮、浮动从动轮之间。

Images