CN101983817B - 高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件 - Google Patents
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Abstract
一种高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，它包括两个导轮套（6）和一个阶梯轴（2），其特征是所述的阶梯轴（2）上对称安装有轴承（1），导轮座（3）安装在轴承（1）上，导轮座（3）的中间粘接有V型环槽宝石环（4）及金属挡圈（5），所述的导轮座（3）上对称设有导流槽（20）；所述的轴承（1）的外侧安装有挡水盖（17），挡水盖（17）的直径大于轴承（1）的外径，且轴承挡水盖（17）的外表面与挡水盖安装腔（18）的内表面之间构成迷宫密封结构，以阻止工作液进入轴承内部；在导轮套（6）的下部安装有排液孔（13）、（19）。本发明结构简单，密封性好，寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种电火花线切割加工技术，尤其是电火花线切割加工中的用于电极丝支撑并定位从而使之平稳运行的导轮组件，具体地说是一种高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件。
背景技术
目前，导轮组件是高速往复走丝电火花线切割机床维持电极丝空间位置精度要求的关键部件，而如何延长导轮组件中轴承及V型定位槽的使用寿命则是这一关键部件中的最关键问题。
在电火花线切割加工过程中放电后将产生大量的微米级的金属蚀除产物微粒，并且悬浮在工作液中，如果导轮组件不能做到对工作液有较好地防护作用，金属蚀除产物微粒将随工作液进入导轮组件内部的轴承中，由于放电蚀除的产物具有很高的硬度，并且加工过程中，轴承在做高速旋转（大约6000～8000rpm），因此轴承将在类似于磨料的金属蚀除物中很快磨损，从而使导轮的轴向蹿动和径向跳动加大，大大降低了电极丝空间位置的精度及稳定性。目前具有多次切割功能的高速往复走丝电火花线切割机床（业内俗称“中走丝”）的精度保持性较低，与导轮因为轴承磨损后对电极丝定位精度的降低是密切相关的。而目前使用的导轮组件结构（如图1所示）在切割过程中，带着蚀除产物的工作液将沿着导轮的侧壁直接进入组件内部的轴承中，从而大大降低了轴承的使用寿命。为此，中国专利00264158.5通过在导轮座上增加凸环的方式虽能将进入组件内部的大部分工作液阻挡住，阻止进入轴承内部，但当导轮的转速较高，并且当电极丝换向导致导轮旋转方向改变时，工作液也会因为电极丝带入的方向改变而在导轮处形成短暂的汇聚，从而在导轮周围形成一个短暂的工作液汇聚和压力区，从而使工作液涌入导轮组件内部，因此这种阻挡效果将大打折扣，因此必须加以改进。
目前高速往复走丝电火花线切割机床用来对电极丝进行定位的V型槽材质主要由金属或人造宝石制成，但金属材料耐磨性能较差，因此V型槽比较容易磨损，寿命较短；而用人造宝石制造的V型槽由于宝石硬度很高，因此耐磨性得到大大加强，但由于宝石属脆性材料，在工件及电极丝安装及加工过程中如果受到外部的冲击或因温差的变化同样也会产生崩边破碎现象，因此也同样会影响导轮使用寿命，因此其结构也必须进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的高速往复走丝电火花线切割加工用电极丝定位导轮组件中的轴承受到带有蚀除产物的工作液的进入，导致轴承损坏，严重影响使用寿命及以往导轮V型槽寿命不长的问题，设计一种既能有效防止工作液进入轴承内部，又能提高导轮V型槽寿命从而达到提高导轮整体寿命的高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件。
本发明的技术方案是：
一种高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，它包括两个导轮套6和一个阶梯轴2，两个导轮套6结构上互为对称，阶梯轴2的两端分别固定安装在对应的导轮套6中，其特征是所述的阶梯轴2上对称安装有轴承1，导轮座3安装在轴承1上，导轮座3的中间套入有V型环槽的人造宝石环4并用胶粘紧，宝石环4的另一侧用挡圈5压紧并也用胶粘紧，挡圈5的作用主要是防止宝石材料崩边；宝石V型槽可以起到良好的耐磨作用，同时也对电极丝和导轮组件起到绝缘作用；所述的导轮座3上对称设有导流槽20；所述的轴承1的外侧安装有轴承挡水盖17，挡水盖17位于导轮座3内的挡水盖安装腔18中，且挡水盖安装腔18的直径大于轴承1的外径，所用挡水盖17的外表面呈迷宫状与挡水盖安装腔18的内表面之间形成迷宫密封结构，以阻止工作液进入轴承；在导轮套6的下部安装有第一排液孔19，第一排液孔19与所述的导流槽20相连通。
所述的挡水盖17与挡水盖安装腔18之间为小间隙配合，间隙范围为0.1～0.3mm。
所述的导轮套6端面上部设有进气孔8，进气孔8与导轮套6内部的扩散气孔9相连通，扩散气孔9与导轮套6内部的导轮座3安装腔21相连通，以阻止工作液进入安装腔21和挡水盖安装腔18中；在在导轮套6的下部还安装有第二排液孔13，第二排液孔13与所述的扩散气孔9相连通。
所述的轴承1的数量为一只以上，可以是向心轴承也可以是推力轴承。
所述的轴承挡水盖17通过压紧螺母15和弹性垫圈16压紧在轴承1的端面上。
本发明的有益效果：
本发明通过在导轮座上增设导流槽将可能进入导轮组件的大部分工作液引入导轮套下部的排液孔中排出，对于小部分可能沿导轮套中的导轮座安装腔进入轴承端部的工作液，本发明通过采用迷宫式挡水盖来阻止工作液进入轴承内部，并且通过在导轮安装过程中在安装腔内加入润滑油（脂）后利用其自身在小间隙内形成的较大的张力，起到阻隔间隙外少量工作液进入的目的。因此本发明具有密封效果好，寿命长的优点。
本发明还可以通过产生气阻的方法进一步保证密封效果，在气阻的作用下可将工作液限定在设计的流道中排出，使工作液不能进入轴承挡水盖安装腔中。
本发明通过采用粘连宝石环的方法，采用对V型宝石环两边用金属挡圈保护的方式使宝石环不易产生崩边破损，从硬件手段上进一步延长了导轮的使用寿命，同时也保障了电极丝与导轮组件的绝缘作用。
附图说明
图1是现有的导轮组件的结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图2所示。
一种高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，它包括两个导轮套6和一个阶梯轴2，两个导轮套6结构上互为对称，阶梯轴2的两端分别通过并紧螺母11和弹性垫圈12固定安装在对应的导轮套6中，所述的阶梯轴2上对称安装有轴承1（数量可为一个或一个以上），导轮座3安装在轴承1上，导轮座3的中间套入有V型环槽的人造宝石环4并用胶粘紧，宝石环4的另一侧用挡圈5压紧并也用胶粘紧，挡圈5的作用主要是防止宝石崩边；宝石V型槽可以起到良好的耐磨作用，同时也对电极丝和导轮组件起到绝缘作用；导轮座3上对称设有导流槽20，导流槽20与导轮套6下部的第一排液孔19相通；所述的轴承1的外侧安装有轴承外侧挡水盖17，挡水盖17的表面被加工成迷宫状，挡水盖17位于导轮座3内的挡水盖安装腔18中，且挡水盖安装腔18的直径大于轴承1的外径，所述挡水盖17的迷宫状外表面与挡水盖安装腔18的内表面之间形成迷宫密封结构，挡水盖17可用压紧螺母15通过弹性垫圈16压紧，以阻止工作液进入轴承内部。为了利用润滑油脂本身的张力来进一步提高密封效果，所述的挡水盖17与挡水盖安装腔18之间为小间隙配合，间隙范围为0.1～0.3mm。此外还可以利用气阻来进一步保障密封效果，所述的导轮套6端面上部设有进气孔8，进气孔8与导轮套6内部的扩散气孔9相连通，扩散气孔9与导轮套6内部的导轮座安装腔21相连通，以阻止工作液进入导轮座安装腔21和挡水盖安装腔18中。如图2所示。在导轮套6的下部还设有第二排液孔13，第二排液孔13与扩散气孔9相连通以便于冲洗液或工作液的排放，图2中的螺塞7、14是用于堵塞工艺孔的零件，图2中的10为用于将台阶轴端部进行密封的端盖。
图2中的导轮组件主要包括：带V形环槽的宝石环4、金属导轮座3、挡圈5、轴承1、阶梯轴2、挡水盖17、导轮套6、在导轮套6上的进气孔8、扩散气孔9、排液孔13及19组成。轴承1设置在金属导轮座3内并且由挡水盖17及弹性垫圈16和压紧螺母15压紧，挡水盖17的外表面与挡水盖安装腔18的内表面之间形成迷宫密封结构，挡水盖17与挡水盖安装腔18的内表面之间的间隙，在保证导轮座旋转灵活的前提下应尽可能小；安装时加入一定的润滑油（脂），利用间隙内润滑油（脂）本身的张力以有效阻止工作液进入轴承，从而起到降低轴承磨损延长轴承寿命的目的。导轮套6轴向定位在阶梯轴2的台阶上，并通过并紧螺母11和弹性垫圈12压紧；金属导轮座3上开有导流槽20，在导轮套6的下侧开设排液孔13和19，使得一旦有工作液进入金属导轮座3与导轮套6之间的间隙就通过导流槽20使工作液通过排液孔19流出。导轮套6及在导轮套上的进气孔8以及每边4个扩散气孔9的目的在于：一方面可以考虑通过8接入长期供气源，隔绝工作液进入3和6的间隙，另一方面如不采用长期供气时，可以定期清理金属导轮座3与导轮套6之间的间隙内的工作液残留物，通过气源的输入将间隙内随工作液带入的少量蚀除产物吹出。金属导轮座3与导轮套6的间隙应该在保证导轮旋转灵活的条件下尽量减小，同时在安装时加入一定的润滑油脂，以利用间隙内润滑油（脂）本身的张力有效阻止工作液进入导轮组件内部。
导轮的V形槽部分采用带V形环槽的宝石环4，一方面由于宝石硬度高，耐磨性好，此外还起到对电极丝和导轮组件内的绝缘作用。考虑到宝石材料具有脆性，为防止工件及电极丝安装操作过程的碰撞中及加工过程中由于运丝时电极丝的颤振对宝石环产生的敲击而可能造成宝石环崩边，因此通过金属导轮座3与挡圈5对宝石环两边设置了护圈，以降低宝石环崩边的可能，同时该敞开的大V型结构还大大改善了挂丝的方便性。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，它包括两个导轮套（6）和一个阶梯轴（2），两个导轮套（6）结构上互为对称，阶梯轴（2）的两端分别固定安装在对应的导轮套（6）中，其特征是所述的阶梯轴（2）上对称安装有轴承（1），导轮座（3）安装在轴承（1）上，导轮座（3）的中间套入有V型环槽的人造宝石环（4）并用胶粘紧，宝石环（4）的另一侧用挡圈（5）压紧并也用胶粘紧，挡圈（5）的作用是防止宝石材料崩边；所述V型环槽能够起到良好的耐磨作用，同时也对电极丝和导轮组件起到绝缘作用；所述的导轮座（3）上对称设有导流槽（20）；所述的轴承（1）的外侧安装有轴承挡水盖（17），挡水盖（17）位于导轮座（3）内的挡水盖安装腔（18）中，且挡水盖安装腔（18）的直径大于轴承（1）的外径，所用挡水盖（17）的外表面呈迷宫状与挡水盖安装腔（18）的内表面之间形成迷宫密封结构，以阻止工作液进入轴承；在导轮套（6）的下部安装有第一排液孔（19），第一排液孔（19）与所述的导流槽（20）相连通。
2.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，其特征是所述的挡水盖（17）与挡水盖安装腔（18）之间为小间隙配合，间隙范围为0.1～0.3mm。
3.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，其特征是所述的导轮套（6）端面上部设有进气孔（8），进气孔（8）与导轮套（6）内部的扩散气孔（9）相连通，扩散气孔（9）与导轮套（6）内部的导轮座（3）安装腔（21）相连通，以阻止工作液进入导轮座安装腔（21）和挡水盖安装腔（18）中；在导轮套（6）的下部还安装有第二排液孔（13），第二排液孔（13）与所述的扩散气孔（9）相连通。
4.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，其特征是所述的轴承（1）的数量为一只以上，所述轴承（1）为向心轴承或推力轴承。
5.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割机床用长寿导轮组件，其特征是所述的轴承挡水盖（17）通过压紧螺母（15）和弹性垫圈（16）压紧在轴承（1）的端面上。
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