CN100429029C - 电火花线切割机的密封结构 - Google Patents

Abstract

一种密封结构，其形成加工流体自电火花线切割机的下臂的开口周边排出的通道。一种密封结构，其限制加工流体通过加工槽一侧内的开口(槽)流向外部，具有第一密封装置和附着于第一密封装置以覆盖开口的第二密封装置(密封片)。第一密封装置上形成有包括脊和凹槽的不平坦部分，其中脊和凹槽沿第一密封装置的长度方向延伸，还设置有连通凹槽和外部的通道，来形成加工流体排出路径。第一密封装置可以由多个部件组成。通道由形成在脊内的切口或通孔来提供，或者由从凹槽延伸到第一密封装置外部而不用穿过脊的通孔来提供。还可以设置抽吸装置，来抽吸自通道排出的加工流体。

Description

电火花线切割机的密封结构

技术领域

本发明涉及一种电火花线切割机的密封结构，尤其是涉及到一个限制加工流体从加工槽壁上的一个开口向外部流动的密封结构，其中一个下臂从该开口穿过。

背景技术

众所周知，在电火花线切割机中，加工是通过在上下臂之间提供线电极，从而在工件和线电极之间产生电火花来执行的，而且在这个状态下工件浸泡在加工流体中。加工流体放在加工槽中，允许下臂穿过的开口设置在加工槽的侧壁表面。为了阻止加工流体从该开口流到外部而造成的损失，在开口周围设置一个限制加工流体通过该开口流向外部流动的密封结构。

图1示出了这种密封结构的典型的基本结构的剖面图，该结构具有为下臂而开口的开口周边。图1还示出了用于描述移动方向的坐标系统。该坐标系统的+Z方向对应于垂直方向，XY平面对应于与重力垂直的水平面。需要注意的是，根据上述坐标系统所描述的方向也用于其它附图的描述。

在图1中，附图标记1表示一个加工槽，在它的侧壁上设置一个允许下臂10穿过的开口2，其中下臂10如点线所示，享有一个小间隙。当工件相对于线电极(均未示出)沿±X方向和±Y方向移动时，该小间隙允许下臂10同时沿±X方向和±Y方向移动。如果在该开口2处不设置一些密封结构，加工槽内部的加工流体(主要由水、油等组成)将排到外部。

因此，如图1所示，密封结构利用一个密封垫3(第一密封装置)和一个密封片4(第二密封装置)来提供。密封垫3(第一密封装置)设置在开口2的周边，密封片4(第二密封装置)紧贴密封垫3从而覆盖开口2。而且，允许下臂10穿过的孔41尽量设置在密封片4(第二密封装置)的中心位置处。需要注意的是，虽然不直接与本发明相关，但是一个公知的密封装置(例如一个风箱型密封)42也设置于孔41处，它允许下臂进出，并尽力阻止加工流体从下臂10的周边与孔41的内壁之间的缝隙中泄露。

这样，如上所述，密封片4使得下臂10在±Y方向不受阻碍的移动。但是，密封片4却必然使下臂10在±x方向的移动受到阻碍。因此，密封片4通过一个合适的附着装置(例如使用了弹簧元件的装置)压靠在密封垫3上，并支撑密封片4处于该紧贴状态，这样就能够使密封片4沿±X方向滑动。而且，密封片4在±X方向的长度设置为比开口(槽)2在±X方向的长度还要长，这样就能够防止密封片4沿±X方向滑动时密封片4沿±X方向的两边与密封垫3分开。

这种密封结构的问题是加工流体会从密封片4和密封垫3之间泄漏。如果附着装置5的附着力非常大，泄露的量能够减少，这样就要使劲压密封片4使之紧靠密封垫3。但是，这样做就会加大作用在密封片4和密封垫3之间的摩擦力，使得密封片4不能平滑滑动。

解决这个问题的常规方法是设置一个叫作迷宫式密封的密封结构，其中密封垫3与密封片4连接从而减少加工流体的泄露量。

图2是常规方法中使用的密封垫3的基本构成的俯视图，即从图1的Y方向看。如图2所示，在密封垫3与密封片4接触的一侧(参看图1)上设置有由两个脊和一个凹槽组成的不平坦部分，从而形成抑止加工流体泄漏的迷宫。整个密封垫3像是一个沿着开口2(参看图1)的周边的框架，从+Y方向看，附图标记31a-31d分别指示顶部凹槽、底部凹槽、左右凹槽。至于两个脊，则是内脊由附图标记32a指示，外脊由附图标记32b指示。

虽然使用这种结构的密封垫3能够减少加工流体向外泄漏的量，作为实际情况，事实上使用这样一个密封结构是不可能完全消除加工流体泄漏的。因此，一定量的加工流体流到加工槽的外部是不可避免的，而且缓解这个问题的努力目前仅限于提供用于回收逐渐流失的加工流体的装置。

通常认为加工流体发生泄漏之处，最大的泄漏可能发生在底部(-Z侧)，即压差最大之处。而事实上的经验显示，泄漏会在所有侧发生，如图2中的数字箭头6所示。尤其是当加工流体从顶部和侧面泄漏时，有时会发展成加工流体沿着密封片4向切割机外部的蔓延泄漏。如果发生这样的加工流体外部泄漏，就会使周边环境恶化，并要求机器停机。

使用如JP3026120B所披露的不平坦的迷宫式密封结构作为密封垫很难解决这样的问题。而且，为了阻止加工流体从密封的顶部和侧面沿着密封片4泄漏到机器外部，虽然众所周知的常规技术是在密封装置的边上设置一个像刮油环一样的阻止向机器外部泄漏的元件，但是这样的设置也有缺点，也就是密封装置的结构很复杂，使得成本上涨。

因此，如上所述，使用现有的密封结构，密封装置的泄漏是不可靠的或不确定的，为此就需要能够应付从密封装置的所有位置出现泄漏的复杂的或体积大的收集结构来收集从加工槽泄漏出来的加工流体。

发明内容

本发明提供一种密封结构，能够控制加工流体自加工槽泄漏的路径，从而帮助应对来自机器的加工流体泄漏。另外，本发明简化了加工流体的收集结构，使用廉价的装置来提高电火花线切割机的可靠度。

本发明的密封结构用于密封形成在电火花线切割机的加工槽的侧壁处的开口，在该线切割机中，线电极支撑在上臂和下臂之间并且下臂通过所述开口伸入容纳加工流体的加工槽。密封结构包括：第一密封装置，沿所述开口的周边设置；和第二密封装置，具有使下臂伸过的孔，并且压向第一密封装置以接触第一密封装置来覆盖所述开口。第一密封装置具有：在与第二密封装置接触的一侧上的沿其延伸方向设置的两个或多个脊以及在所述脊之间的一个或多个凹槽，以及使至少一个凹槽与第一密封装置的外部连通的一个或多个通道。

所述通道可以沿所述开口周边的下部设置。

第一密封装置可由多个部件组成。

所述通道可由形成在一个脊内的切口提供。所述通道可由形成在一个脊内的通孔提供。另外，所述通道可由从一个凹槽延伸到第一密封装置的外部而不穿过脊的通孔提供。所述通道可连接于抽吸装置，抽吸装置用于抽吸通过所述通道排出的加工流体。

与现有密封结构不同，本发明能够确定并定位泄漏位置，从而帮助收集从加工槽中排出的加工流体，而不会泄漏到切割机外部。而且，前述设计还使本发明提高了电火花线切割机的可靠性，而没有增加成本。

附图说明

图1是一个典型的密封结构的基本结构的示意图，示出了下臂穿过的开口的周围部分的剖视图；

图2是一个使用了常规密封的基本结构的俯视图，从图1所示的+Y方向看；

图3是使用了本发明第一实施例的密封结构的俯视图，从图1所示的+Y方向看；

图4a-4d分别示出了密封结构的基本形状、第一变形、第二变形和第三变形的剖视图；

图5a-5c示出了由多个部件(这里是两个)组成的密封结构的第一、第二和第三示例；

图6a和6b示出了一个其中的加工流体的抽取通道由形成于脊内的切口形成的密封结构的示例，和一个其中的加工流体的抽取通道由形成于脊内的通孔提供的密封结构的示例；

图7示出了一个另一形状的加工流体抽取通道和使用抽吸装置的示例，在凹槽底部到密封结构外部之间设置弯曲的通孔，而不穿过脊，抽吸装置连接到通孔的排出端；

图8示出了一个另一形状的加工流体抽取通道和使用抽吸装置的示例，在凹槽底部到密封结构外部之间设置直的通孔，而不穿过脊，抽吸装置连接到通孔的排出端；

图9示出了一个使用新式泵抽取加工流体的示例；

图10示出了一个使用现有泵的排出侧流动来抽取加工流体的示例。

具体实施方式

下面根据附图来详细描述本发明的实施方式及其变形。需要注意的是，除了所使用的密封垫不同之外，图1所示的密封结构的基本结构可以应用于下述的所有情况，因此，图1所示的密封结构的基本结构就不再重述。

首先，在一个典型实施例中，图1所示的第一密封装置(即密封垫3)的结构被图3中的密封垫7代替。在图3中，如同在图2中，示出的是密封垫(第一密封装置)7的从图1所示的+Y方向看的俯视图。如图3所示，和密封垫3相同，在密封垫7与密封片4(参看图1)接触的一侧设置有由两个脊和一个凹槽组成的不平坦部分。

而且，密封垫7围绕开口2(参看图1)的周边有一个框架形的形状，这也与密封垫3的情况相同。在图3中，从+Y方向看的顶部、底部和左右部分分别由附图标记71a-71d指示。内脊由附图标记72a指示，外脊由附图标记72b指示。这样，用于本实施例中的密封垫7，虽然与常规的密封垫3共享相同的骨架结构，但是，在设置在凹槽中的与加工槽1(参看图1)外部连通的通道上，还是与后者清楚的区分开来了。

这些通道为加工流体提供了从加工槽1到外部的排出通路，据此加工流体的流出位置就被定位下来。通道的数量和位置可以作为一个设计选择而确定，但是典型的，如图所示，沿着底部凹槽71b尽量等距地设置多个通道73a-73e。提供这样的通道使得加工流体从通道外的其它位置排除的可能性极低，因为通过检查框架状的密封垫7的整个周围可以看出，当加工流体试图沿着凹槽从中泄漏时，有通道73a-73e的部分和没有通道的部分之间，遭到阻止的区别非常大，而且加工流体的流动首先流经通道73a-73e是毫无疑问的，因为这儿只会遇到很微小的阻力。

需要注意的是，与本实施例的通道相同的通道也可以形成于任何一个给定的密封垫(第一密封装置)内，该装置在暴露于密封片的一侧具有一个不平坦部分，该部分包括两个或多个脊，和脊之间的一个或多个凹槽，并且同样用于代替上述密封垫3，从而形成一个本发明的不同实施例。这样，图4a-4d分别是示出了密封结构的基本形状、第一变形、第二变形和第三变形的剖视图。在这些视图中，附图标记M，V分别指示脊和凹槽，附图标记PR指示向底部或顶部伸出的突出部。图3所示的是图4a所示的基本形状。最好是如图4b所示的变形，当有两个(或多个)凹槽V时，形成的通道能够使最外层凹槽(离下臂最远的一侧的凹槽)和外部之间相通。但是，在最低限度的情况下，所需要的是提供通道，以使至少一个由此形成的一个或多个(即一个或复数个)凹槽与外部相通。而且，形成多个凹槽的时候，需要提供可以连接一个凹槽(例如，与外部相通的凹槽)到另一个凹槽的通道。

此外，应用于本发明的密封垫不必要包括单一部件，作为替代的，如图5a-5c所示，密封垫可以由多个部件组成(在该例中是两个)。在这些示例中，图5a和5b所示的示例是，部件A用于形成脊，部件B用于形成余下的部分。在图5b中，部件B也可以用于形成一个突出部PR。在图5c中，部件A插入部件B形成脊M和凹槽V。在所有这些示例中，部件A和部件B都连在一起。任何公知的手段都可以用作连接手段(例如，粘接、使用螺丝钉，等等)。

连接凹槽和外部的通道可以通过如图6a所示的切口来提供，或者通过如图6b所示的设置在脊中的通孔来提供。此外，图6a和图6b所示的形状也可以结合使用，这样，一些通道设置为切口，其它的通道设置为脊内通孔。另外，如果凹槽通过通孔与外部连通，还可以绕过干预的脊。此外，抽吸装置可以连接到通孔来收集加工流体。图7和图8示出了这种设置的示例。

首先，在图7所示的示例中，弯曲的通道H1形成于从凹槽底部到外部之间，而不经过脊M，导管(管子)CB通过一个连接器CN连接到通孔H1的排出端。

此外，图8示出了一个示例，其中直的通道H2形成于从凹槽底部到外部之间，而不经过脊M，导管(管子)CB通过一个连接器CN连接到通孔H2的排出端。抽吸装置的这种连接可以用如上所述的任何示例来执行，而不仅仅是如图7和图8所示的示例那样。尤其是在有些情况下，形成凹槽和外部之间连通的通道的位置并不沿着如图3所示的加工槽1的周边下部设置，而是在侧面(例如，连接凹槽71c、71d和外部)或者顶部(例如，连接凹槽71a和外部)，就安全地收集排出的加工流体而言，连接抽吸装置是有效的。但是，原则上，通道都设置在如图3所示沿着加工槽1的周边下部，这样设置并不是说最好避免设置在其它位置。

图9和图10示出了用于抽取加工流体的抽吸装置的示例。在图9所示的示例中，利用一个新式的泵P1来抽取加工流体，连接到通道的排出端的管子或导管CB(在该例中示出了两个)也连接到泵P1的入口侧。未示出的泵P1的排出端的导管，例如在加工槽上方倒空，泵P1收集的加工流体就可以返回到加工槽内。

图10示出了一个示例，它利用现有的泵的排出侧流动来抽取加工流体。在这个示出中，附图标记P2所指示的泵是一个作为电火花线切割机的原始组成部分的泵，例如，它的入口侧A，从一个干净的水槽中抽取干净的水(干净的加工流体)，它的排出侧通过一个粗的导管(管子或其它类似物)CB3导向加工槽。在这种情况下，在粗的导管CB3中总有相当快的流速。因此，如果连接到通道排出部分的管子或导管(在该例中是两个)CB1和CB2也连接到在泵P2的排出侧的导管CB3，如图10所示，该泵P2以一定角度与导管CB3内部的流动汇合(一个小交叉角，例如，大约20度)，通过CB3内部相当快的流速而引起的抽取作用在导管CB1和CB2内部的加工流体上，使得这样收集来的加工流体通过导管CB3返回到加工槽内。

Claims (7)

1.一种密封结构，用于密封形成在电火花线切割机的加工槽的侧壁处的开口，在该线切割机中，线电极支撑在上臂和下臂之间并且下臂通过所述开口伸入容纳加工流体的加工槽，所述密封结构包括：

第一密封装置，沿所述开口的周边设置；和

第二密封装置，具有使下臂伸过的孔，并且压向所述第一密封装置以接触所述第一密封装置来覆盖所述开口，

所述第一密封装置具有：在与所述第二密封装置接触的一侧上的沿其延伸方向设置的两个或多个脊以及在所述脊之间的一个或多个凹槽，以及使至少一个凹槽与所述第一密封装置的外部连通的一个或多个通道。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其中所述通道沿所述开口周边的下部设置。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其中所述第一密封装置由多个部件组成。

4.根据权利要求1所述的密封结构，其中所述通道由形成在至少一个脊内的切口提供。

5.根据权利要求1所述的密封结构，其中所述通道由形成在至少一个脊内的通孔提供。

6.根据权利要求1所述的密封结构，其中所述通道由从一个凹槽延伸到所述第一密封装置的外部但不穿过脊的通孔提供。

7.根据权利要求1所述的密封结构，其中所述通道连接抽吸装置，所述抽吸装置用于抽吸通过所述通道排出的加工流体。

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