CN1008891B

CN1008891B - 电火花切割片多功能切板机

Info

Publication number: CN1008891B
Application number: CN 88109689
Authority: CN
Inventors: 张福庭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1990-07-25
Also published as: CN1032633A

Abstract

本发明电火花切割片多功能切板机，主要由合金切割片工具电极、旋转轴、导电流器、电参数调节器、冷却系统和切割电源等部分组成，其特征是利用高速旋转的合金切割片工具电极与工件之间的极间放电产生的电腐蚀现象，对1至12毫米厚的不锈钢板，有色金属板、1至6毫米厚的碳钢板及钢窗等进行切割加工，还可以切割各种软金属和非金属，具有切缝窄而垂直、切口光洁度高、热影响区域小、轻便灵活等优点。

Description

目前金属材料的电切割方法中最常用的有空气等离子弧切割和电火花线切割两大类。本发明属于电火花切割技术领域。

空气等离子弧切割的优点是应用广泛，可切割金属材料种类较多。缺点是切缝较宽，切口光洁度很低，并且上宽下窄出现坡口，热影响区域较大，在切割过程中，电极消耗太多太快，时常更换，它还需要高压气源，不但操作繁锁，而且切割成本较高。电火花线切割的优点是切缝很窄，切面光洁度较高，热影响区域较小。但它的一个缺点是应用范围受到限制，主要用于切割模具和一些尺寸精小、形状复杂、材料特殊的零件;另一个缺点是电火花线切割机床结构复杂，造价很高，不适合在小型厂矿和乡镇企业广泛应用。

电火花加工是利用两极间放电时产生的电腐蚀现象用工具电极对工件进行电腐蚀加工的一种方法。从1963年至1988年25年来国内外具有代表性的125种专利文献所介绍的电火花切割装置来看，都是采用线状的电极丝做为工具电极，故称作电火花线切割。在切割过程中，电极丝不但以一定的速度在切缝中向前推进，而且电极丝连续不断地从放电区域的一边进入，又从另一边出来，并且这种切割过程是在液体介质中进行的。1985年11月12日的一篇美国专利US4553012介绍了一种电火花表面加工装置，它有一个绕轴旋转的放电电极，该电极是由导电的和非导电的圆盘互相间隔叠合成的一个组合件，其导电圆盘的表面具有特殊的沟槽结构，产生抽吸作用，从而提高了循环工作液离开被加工工件表面处的电火花的性能。它还有一个为控制上述电极方向而提供的一个控制电路。由于该装置是专为加工轴类工件的外圆表面而设计的，所以与本发明提供的专用于切割金属及非金属板材的切板机相比，不但功能不同，而且结构特点也不相同。

本发明的目的是提供一种特殊合金制成的切割片做工具电极的多功能切板机，广泛用于切割有色金属板、不锈钢板、碳钢板、空心钢窗及非金属板材。它具有现有技术的综合优点而又克服了现有技术的主要缺点。

本发明提供的这种切板机，最突出特点是利用高速旋转的特殊合金切割片做为工具电极，对金属材料进行电腐蚀切割加工。该机主要包括绝缘底座、支承架、电机、电源（包括动力电源和切割电源）、转轴等。电机与转轴安装在同一绝缘底座上，动力电源用电缆线与电机相连，电机输出的转动力矩用三角皮带传递给转轴。切割片工具电极安装在转轴向外伸出的端部。该转轴的另一端装有铜套，以及与铜套全面接触的碳刷，构成导电流器，其作用是使旋转状态的切割片工具电极能通过转轴、铜套、碳刷及电缆与切割电源的负极相连。被切割金属工件则用电缆与切割电源的正极相连。由电参数调节器调节切割电源的输出电压和电流，使之满足不同切割规范的要求。在切割过程中，由冷却系统连续不断地向切割片后部及切口处喷淋专用爆炸剂工作液。切板机机座底部装有滚轮，边切割边沿轨道行走。

本切板机与空气等离子弧切割设备和电火花线切割机床相比较，其主要优点是：切缝只有1至3毫米宽，切口光洁度可达2-3，热影响区域很小，一般不需要2次加工，节省了工时和原料。工具电极损耗很小，寿命可达100小时，爆炸剂工作液价廉可以自行配制，而且用量较小，大大降低了切割成本。它不但可以用于切割1至12毫米厚的不锈钢板、某些有色金属板、1至6毫米厚的碳钢板，还能切割各种空心钢窗。改换硬质合金切割锯片后，还可以切割软金属和各种非金属材料板，切口质量大大超过木工电锯。本切板机造价（包括切割电源）约10000元，大大低于电火花线切割机床。该切板机重量只有70公斤，操作灵活，使用方便。本切板机尤其适合在小型厂矿和乡镇企业广泛应用。

附图为本发明电火花切割片多功能切板机示意图。该附图中，1为切割动力电机，利用支架安装在绝缘底座9上，本发明采用三相异步电机，功率4千瓦，转速每分钟2950转，用三角皮带带动转轴。2是转轴，利用轴承座安装在绝缘底座9上，它具有传递动力和传导切割电流的双重作用。3是导电流器，主要由铜套和碳刷组成。铜套装在旋转轴内部一端，紧压配合，铜套与旋转轴具有较高的同心度，铜套外表面光洁度在7以上。铜套长度在40至70毫米，其外侧有二或三只导电碳刷，与铜套接触良好。碳刷由电缆连接到切割电源5的负极上，切割电源的正极连接到被切割金属板工件上。切割电源可以采用直流电源、等离子电源和脉冲电源，输出电压在60伏至1600伏之间选用，输出电流可在30安至210安范围内根据不同切割规范选定。4是合金切割片工具电极，它是本切板机最重要组成部分，也是本发明最关键技术之一。它安装在旋转轴向外伸出部分的端部。该合金切割片至少可用钼钨稀土合金、钼银稀土合金、铜钨稀土合金、铜钼稀土合金、银铪稀土合金、黄铜钨稀土合金等六种特殊合金材料制成。该切割片直径为150至300毫米，厚度1至1.5毫米，6是电参数调节器，用于调节切割电源的输出电压和电流的大小，以满足切割规范要求。7是冷却系统，在切割过程中，连续不断地向合金切割片后部喷淋爆炸剂工作液，既使合金切割片冷却降温，又使切口及时冷却。所用的爆炸剂工作液是本发明的一个组成部分，至少有三种配方：

（1）离子水0.5%、皂化液1%、蒸馏水98.5%。用于切割不锈钢和有色金属板等要求较高的场合。

（2）皂化液0.5%、蒸馏水99.5%。用于切割一般合金、碳钢和要求不太高的场合。

（3）皂化液0.5%、普通水99.5%。用于硬质合金锯片切割非金属的场合。8是轴承座，共有两个，固定安装在绝缘小滑车（即底座）9的绝缘底板上，旋转轴就安装在这两个轴承座上。10是导向夹紧板，共有两块，一端装有绝缘小滑车9的底板上，另一端与导向轮11相连接，其作用是保证小滑车9沿轨道12平稳行走，以保持切口平直。

Claims

1、一种利用高速旋转的合金切割片做工具电极对金属材料进行电腐蚀切割加工的切板机，包括绝缘底座、支承架、电机、电源、转轴等，电机与转轴分别用支承架和轴承座安装在同一绝缘底座上，动力电源用电缆线与电机相连，电机输出的转动力矩用三角皮带传递给转轴，其特征是合金切割片工具电极为圆形薄片，用特别合金制成，它安装在转轴向外伸出的端部，该转轴的另一端装有铜套，以及与铜套全面接触的碳刷，构成导电流器，其作用是使旋转状态的合金切割片工具电极能通过转轴、铜套、碳刷及电缆与切割电源之负极相连，由电参数调节器调节切割电源的工作输出电压和电流，使之在60伏至1600伏，30安至210安范围内满足不同切割规范的要求，在切割过程中，由冷却系统连续不断地向合金切割片工具电极后部及切口处喷淋专用爆炸剂工作液，切板机边切割边沿轨道行走。

2、根据权利要求1所说的切板机，其特征是合金切割片工具电极直径为150至300毫米，厚度为1至1.5毫米，它至少可以用钼钨稀土合金、钼银稀土合金、铜钼稀土合金、银铪稀土合金、黄铜钨稀土合金等六种特殊合金材料制成。

3、根据权利要求1所说的切板机，其特征是导电流器的铜套长为40至70毫米，表面光洁度为 ₇以上，铜套与旋转轴为紧压配合并保持同心，铜套与碳刷的弧面接触良好，碳刷至少有两个。

4、根据权利要求1所说的切板机，其特征是冷却系统的专用爆炸剂工作液配方至少有以下三种：

（1）离子水0.5%;皂化液1%，蒸馏水98.5%。

（2）皂化液0.5%，蒸馏水99.5%。

（3）皂化液0.5%，普通水99.5%。