CN103551685B - 一种便携式线切割锯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式线切割锯，涉及线切割技术领域。本发明的线切割锯包括锯身、万向喷水管、电极丝、前绕丝机构、前导丝机构、后导丝机构和后绕丝机构；锯身与把手相固连，锯身远离把手的一端设置有前导丝机构，锯身靠近把手的一端设置有后导丝机构；前绕丝机构位于前导丝机构的上部，后绕丝机构位于后导丝机构的上部；电极丝的一端缠绕于前绕丝机构上，电极丝依次穿过前导丝机构、后导丝机构，该电极丝的另一端缠绕于后绕丝机构上；本发明的使用步骤包括制备电极丝、安装电极丝、调节张紧力、喷洒工作液开始线切割、切割完成后拆卸待用。本发明可以实现窄缝切割、切割工件厚度大，切割表面质量好，且可实现任意曲线切割。

Description

一种便携式线切割锯

技术领域

本发明属于线切割技术领域，更具体地说，涉及一种便携式线切割锯。

背景技术

电火花加工技术是一种无宏观切削力的利用火花放电蚀除材料的加工方式，可以加工各种高硬、高韧、高粘、高脆的导电材料。线切割加工技术是电火花加工技术的一种，采用导电金属丝作为电极，利用金属丝与工件之间的火花放电蚀除工件材料。线切割技术应用极其广泛，可用极细的电极丝切割厚度超过1m的金属板，也可切割厚度不超过100μm的半导体或金属板，且切缝极窄，可达100μm以下。

现有技术中，对工件进行线切割多是在线切割机床上实现。然而，对于难以拆卸与搬运的工件，如需要切除飞边、浇口的大型铸造零件、需要切除多余铆接部分的大型零件或某些需要部分切除或切割的金属材料，则难以在机床上实现线切割。对于这些难以拆卸与搬运的工件现有技术只能采用磨削或焊接的方式切割，而磨削又存在效率低，只能直切的问题；采用焊接的方式切割切缝较大，不能切割厚度大的工件，且切割后的表面质量差。

目前，已有利用支架与管状电极的进给在工件上打孔的便携式电火花打孔机出现，中国专利申请号200980150181.3，申请日为2009年10月21日，发明创造名称为：手持电火花装置，该申请案通过电极运动、设备移动与工作液循环系统可以实现手持装置钻孔、铣槽、铣平面，但限于管状电极的直径与长度，该申请案无法实现对较厚工件的窄缝切割。

此外，在线切割加工中由于电极丝较细，刚度低，为防止加工过程中电极丝与工件接触造成短路，一般采取电极丝张紧并采用数控进给的方式，使电极丝能始终与工件保持一定距离以达到稳定加工。中国专利申请号200710029454.1，申请日为2007年7月27日，发明创造名称为：高速走丝电火花线切割大厚度加工电极丝，该申请案在普通钼丝的外接圆周上开若干个凹槽，以提高加工超厚工件过程中的加工稳定性与效率，但该电极丝的加工方法复杂，制造成本高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明针对现有技术中难以拆卸与搬运的工件不便在机床上实现线切割的不足，提供了一种采用新型电极丝的便携式线切割锯。采用本发明的便携式线切割锯可以实现窄缝切割、切割工件厚度大，切割表面质量好，且可实现任意曲线切割。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种便携式线切割锯，包括锯身、把手、进水管、电极电线、万向喷水管和电极丝，还包括前绕丝机构、前导丝机构、后导丝机构和后绕丝机构；所述的锯身与把手相固连，该锯身为弓形结构，锯身远离把手的一端设置有前导丝机构，锯身靠近把手的一端设置有后导丝机构；所述的前绕丝机构与锯身相连，该前绕丝机构位于前导丝机构的上部；所述的后绕丝机构也与锯身相连，该后绕丝机构位于后导丝机构的上部；所述的前绕丝机构与后绕丝机构之间设置有工作液供给机构，所述的工作液供给机构包括进水管和万向喷水管；所述的电极电线通过电线夹头与锯身活动连接；所述的电极丝的一端缠绕于前绕丝机构上，电极丝依次穿过前导丝机构、后导丝机构，该电极丝的另一端缠绕于后绕丝机构上。

更进一步地，所述的前绕丝机构包括前绕丝轮和张紧力调节装置，所述的前绕丝轮绕转轴转动，所述锯身与该转轴活动连接，所述的张紧力调节装置也与锯身活动连接，该张紧力调节装置包括橡胶块、调节螺栓、滑柱和弹簧，所述调节螺栓的螺杆部开设有孔，所述的滑柱一端与橡胶块相固连，滑柱的另一端套合有弹簧，该滑柱通过弹簧在调节螺栓的孔内滑动；所述的橡胶块抵靠于前绕丝轮的外侧面。

更进一步地，所述的前导丝机构包括前导轮、导轮销钉和前导线环，所述的前导线环位于前绕丝轮与前导轮之间，前导线环与锯身相固连；所述的前导轮通过导轮销钉与锯身相连，该前导轮绕导轮销钉转动；所述的后导丝机构包括后导轮、导轮销钉和后导线环，所述的后导线环位于后绕丝机构和后导轮之间，后导线环与锯身相固连；所述的后导轮通过导轮销钉与锯身相连，该后导轮绕导轮销钉转动。

更进一步地，所述的前导轮和后导轮的轮面上设置有凹槽，所述的凹槽表面粗糙，所述的电极丝卡合于凹槽中。

更进一步地，所述的后绕丝机构包括后绕丝轮和紧固螺栓，所述的后绕丝轮绕转轴转动，所述锯身与该转轴活动连接，所述的紧固螺栓固连于后绕丝轮的轮面上，该紧固螺栓用于固定电极丝。

更进一步地，所述的后绕丝轮通过摇把或电机驱动。

更进一步地，所述的进水管与万向喷水管通过分流头相连通，所述的万向喷水管设置有2根。

更进一步地，所述的电极电线一端与前导轮上的导轮销钉相固连，电极电线的另一端连接线切割电源的正极或负极。

更进一步地，所述的电极丝表面粘接有绝缘树脂颗粒，所述的绝缘树脂颗粒的粒径为50～200μm，相邻两绝缘树脂颗粒的距离为0.5～2倍的粒径。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种便携式线切割锯，结构简单，体积小巧，便于携带，可以使线切割脱离机床，在更广泛的场所使用，通过手持的方式完成对高硬、高韧、高粘、高脆导电材料的切割，切缝窄、切割工件厚度大，切割表面质量好，且可实现任意曲线切割；

(2)本发明的一种便携式线切割锯，为了有效阻止电极丝直接与工件接触产生短路，使电火花放电稳定产生，在电极丝表面粘接了不同粒径的聚缘树脂颗粒，又由于聚缘树脂颗粒不导电，为了电极电线输送的电能能够很好地传送到电极丝上，本发明又独特的设计了与新型电极丝相匹配的带有粗糙凹槽的前导轮和后导轮，通过表面带有绝缘树脂颗粒的电极丝与带有粗糙凹槽的前导轮和后导轮有效配合，使用过程中通过转动后绕丝轮使电极丝运动，能够达到稳定放电的目的；

(3)本发明的一种便携式线切割锯，操作简单，只需简单驱动后绕丝轮，控制电极丝转动，再对电极丝运动速度、放电电压、放电电流以及电极丝张紧力进行有效控制，即可完成线切割操作，切割效果好。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种便携式线切割锯的整体结构示意图；

图2是本发明中电极丝的结构示意图；

图3是本发明的一种便携式线切割锯中锯身前端的结构示意图；

图4是本发明的一种便携式线切割锯中后绕丝机构的结构示意图；

图5是本发明中张紧力调节装置的结构示意图；

图6是本发明中张紧力调节装置的零件拆分示意图；

图7是本发明实施例4采用导向装置切割前的示意图；

图8是本发明实施例4采用导向装置切割中的示意图。

示意图中的标号说明：

1、锯身；2、后绕丝轮；3、进水管；4、电极电线；5、前绕丝轮；6、张紧力调节装置；7、前导轮；8、万向喷水管；9、电极丝；10、后导轮；11、导轮销钉；12、前导线环；13、后导线环；14、摇把；15、电线夹头；16、绝缘树脂颗粒；17、橡胶块；18、调节螺栓；19、滑柱；20、弹簧；21、把手；22、紧固螺栓；23、夹持装置；24、导向杆；25、滑杆。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合附图，本实施例的一种便携式线切割锯(如图1所示)，包括锯身1、把手21、进水管3、电极电线4、万向喷水管8和电极丝9，还包括前绕丝机构、前导丝机构、后导丝机构和后绕丝机构；所述的锯身1与把手21相固连，该锯身1为弓形结构，本实施例中锯身1采用中国石油化工股份有限公司巴陵分公司生产的尼龙6工程塑料，此种塑料具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工。锯身1远离把手21的一端设置有前导丝机构，锯身1靠近把手21的一端设置有后导丝机构。所述的前绕丝机构与锯身1相连，该前绕丝机构位于前导丝机构的上部。所述的后绕丝机构也与锯身1相连，该后绕丝机构位于后导丝机构的上部；所述的前绕丝机构与后绕丝机构之间设置有工作液供给机构，所述的工作液供给机构包括进水管3和万向喷水管8。所述的进水管3与万向喷水管8通过分流头相连通，分流头的一端通过快插接头连接进水管3，另一端钻孔攻内螺纹，安装带有外螺纹的万向喷水管8。本实施例中万向喷水管8采用河北沧州盐山县腾飞数控机床附件厂生产的L31－5G1/2系列万向喷水管，外部的线切割工作液通过水泵导入进水管3。为增加加工的稳定性，更好的在切割缝隙之间与电极丝9上喷洒工作液，所述的万向喷水管8设置2根。所述的电极电线4通过电线夹头15与锯身1活动连接。所述的电极丝9的一端缠绕于前绕丝机构上，电极丝9依次穿过前导丝机构、后导丝机构，该电极丝9的另一端缠绕于后绕丝机构上。

所述的前绕丝机构(如图3所示)包括前绕丝轮5和张紧力调节装置6，所述的前绕丝轮5绕转轴转动，所述锯身1与该转轴活动连接，所述的张紧力调节装置6也与锯身1活动连接，该张紧力调节装置6(如图5、图6所示)包括橡胶块17、调节螺栓18、滑柱19和弹簧20，所述调节螺栓18的螺杆部开设有孔，所述的滑柱19一端与橡胶块17相固连，滑柱19的另一端套合有弹簧20，该滑柱19通过弹簧20在调节螺栓18的孔内滑动；所述的橡胶块17抵靠于前绕丝轮5的外侧面。线切割过程中旋转调节螺栓18使弹簧20压缩，进而带动滑柱19与橡胶块17给前绕丝轮5施加压力，前绕丝轮5所受压力越大，橡胶块17与前绕丝轮5之间的摩擦力就越大，后绕丝轮2带动电极丝9运动时，电极丝9的张紧力也就越大。

所述的前导丝机构包括前导轮7、导轮销钉11和前导线环12，所述的前导线环12位于前绕丝轮5与前导轮7之间，前导线环12与锯身1相固连；所述的前导轮7通过导轮销钉11与锯身1相连，该前导轮7绕导轮销钉11转动。所述的后导丝机构包括后导轮10、导轮销钉11和后导线环13，所述的后导线环13位于后绕丝机构和后导轮10之间，后导线环13与锯身1相固连。所述的后导轮10通过导轮销钉11与锯身1相连，该后导轮10绕导轮销钉11转动。本实施例中前导轮7、后导轮10和导轮销钉11由紫铜制成，前导轮7和后导轮10的轮面上设置有凹槽，所述的凹槽表面的粗糙度为Rz50μm，此处设计使得卡合于凹槽中的电极丝9能够与前导轮7、后导轮10有效导电。

所述的后绕丝机构(如图4所示)包括后绕丝轮2和紧固螺栓22，所述的后绕丝轮2绕转轴转动，所述锯身1与该转轴活动连接，所述的紧固螺栓22固连于后绕丝轮2的轮面上，该紧固螺栓22用于固定电极丝9。本实施例中后绕丝轮2通过摇把14驱动。

所述的电极电线4一端与前导轮7上的导轮销钉11相固连，电极电线4的另一端连接线切割电源的正极或负极。一般来说，采用的线切割电源脉宽较长，超过100μs，采用正极与电极电线4连接；脉宽小于100μs，采用负极与电极电线4连接。

所述的电极丝9表面粘接有绝缘树脂颗粒16(如图2所示)，所述的绝缘树脂颗粒16的粒径为50～200μm，相邻两绝缘树脂颗粒16的距离为0.5～2倍的粒径。电极丝9的加工方法为：往电极丝9上喷涂雾化的液体绝缘树脂，可依据放电电压与放电介质的不同采用超声雾化或高压气体雾化的方式雾化不同粒径的绝缘树脂颗粒16，超声雾化方式雾化出的绝缘树脂颗粒16粒径较小，高压气体雾化方式雾化出的绝缘树脂颗粒16粒径较大。进行高速切割，需要高电压、大电流、低介电强度的放电介质时，需要大粒径的绝缘树脂颗粒16；需要切割后的表面具有更好的光洁度时，则采用低电压、小电流、高介电强度的放电介质，需要小粒径的绝缘树脂颗粒16，液体绝缘树脂散布在电极丝9表面后硬化并粘接在电极丝9上。电极丝9表面有大量绝缘树脂颗粒16可有效阻止电极丝9直接与工件接触产生短路，使电火花放电在工件与电极丝9之间稳定产生。

本实施例的一种便携式线切割锯，结构简单，体积小巧，便于携带，可以使线切割脱离机床，在更广泛的场所使用，通过手持的方式完成对高硬、高韧、高粘、高脆导电材料的切割，切缝窄、切割工件厚度大，切割表面质量好，且可实现任意曲线切割。尤其适合切割厚度10cm-20cm的板材、直径10-20cm的棒材、壁厚10-20cm的管材或其它类似规格的导电材料，如各种不锈钢、各种工具钢、钛合金、铝合金、镍合金、导电陶瓷、硅及其化合物(半导体)等。

本实施例的一种便携式线切割锯的使用方法，其步骤为：

步骤一、使用超声雾化方式将线切割用电极丝9表面喷涂雾化的液态绝缘树脂，液态绝缘树脂附着在电极丝9的表面，硬化粘结形成绝缘树脂颗粒16，所述的绝缘树脂颗粒16的粒径为50μm，相邻两绝缘树脂颗粒16的距离为1.5倍的粒径。

步骤二、将步骤一制备的电极丝9缠绕在前绕丝轮5上，并将电极丝9依次穿过前导线环12、前导轮7、后导轮10和后导线环13，最后通过紧固螺栓22将电极丝9与后绕丝轮2相连。

步骤三、旋转调节螺栓18使弹簧20压缩，进而带动滑柱19与橡胶块17给前绕丝轮5施加压力，调节电极丝9的张紧力为20N。

步骤四、进水管3连接水泵，水泵压入工作液；电极电线4连接线切割电源的正极，调节万向喷水管8使工作液浸入切割缝隙中以及电极丝9上。

步骤五、摇动摇把14驱动后绕丝轮2，使电极丝9的运动速度控制在0.5m/min-3m/min，过慢的运动速度使电极丝9与工件接触位置放电过多，电极丝9上的绝缘树脂颗粒16脱落过多，会造成短路烧断电极丝9；过快的运动速度则浪费了电极丝9。本实施例中电极丝9的运动速度为0.5m/min。将电极丝9靠近工件开始放电切割，需要切割后的表面越光滑，则应选择低电压，小电流；需要切割的效率越高，则采用高电压，大电流。本实施例采用的电火花脉冲电源的放电电压控制在10-100V，放电电流为1-10A，实现中等速度，高质量切割。

步骤六、切割完成后，拆下电极丝9、进水管3、电极电线4、前绕丝轮5、后绕丝轮2和万向喷水管8以方便运输、储存，留待下次使用。

本实施例的一种便携式线切割锯的使用方法，操作简单，对电极丝9运动速度、放电电压、放电电流以及电极丝9张紧力控制适宜，切割效果好。

实施例2

本实施例的一种便携式线切割锯，其基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例的前导轮7、后导轮10和导轮销钉11由黄铜制成，为减轻操作人员的劳动强度、提高电极丝9运动的稳定性，后绕丝轮2采用直流电机驱动，所述的绝缘树脂颗粒16的粒径为100μm，相邻两绝缘树脂颗粒16的距离为2倍的粒径，所述的凹槽表面的粗糙度为Rz100μm。

本实施例的一种便携式线切割锯的使用方法，其基本步骤同实施例1，不同之处在于：

步骤一中使用高压气体雾化方式将线切割用电极丝9表面喷涂雾化的液态绝缘树脂，所述的绝缘树脂颗粒16的粒径为100μm，相邻两绝缘树脂颗粒16的距离为2倍的粒径。

步骤三中调节电极丝9的张紧力为10N。

步骤四中电极电线4连接线切割电源的负极。

步骤五中电极丝9的运动速度为1.5m/min，可以将放电电压控制在50-150V，放电电流为5-15A，实现高速、高效、稳定的切割。

实施例3

本实施例的一种便携式线切割锯，其基本结构同实施例1，不同之处在于：本实施例的前导轮7、后导轮10和导轮销钉11由黄铜制成，绝缘树脂颗粒16的粒径为200μm，相邻两绝缘树脂颗粒16的距离为0.5倍的粒径，所述的凹槽表面的粗糙度为Rz150μm。

本实施例的一种便携式线切割锯的使用方法，其基本步骤同实施例1，不同之处在于：

步骤一中使用高压气体雾化方式将线切割用电极丝9表面喷涂雾化的液态绝缘树脂，所述的绝缘树脂颗粒16的粒径为200μm，相邻两绝缘树脂颗粒16的距离为0.5倍的粒径。

步骤三中调节电极丝9的张紧力为5N。

步骤四中电极电线4连接线切割电源的负极。

步骤五中电极丝9的运动速度为3m/min，可以将放电电压控制在100-200V，放电电流为10-20A，实现高速切割，但切割后的表面粗糙度较高。

实施例4

本实施例的一种便携式线切割锯，基本同实施例1，不同之处在于：为避免手持式操作，切割的位置精度不易保障，解决对直槽的精密切割问题，提升切割缝隙的平直度，本实施例设置一导向装置和万向支架，所述的导向装置包括夹持装置23和导向杆24，该导向装置通过夹持装置23与锯身1活动连接(如图7、图8所示)，所述的万向支架包括滑杆25，导向杆24与滑杆25活动连接，该导向杆24能够沿滑杆25移动，使用时调节万向支架使锯身1与工件呈合适的相对位置后，使导向杆24沿滑杆25移动，进而带动锯身1沿固定方向移动，可完成更为平直的线切割操作。

实施例1～4中的一种便携式线切割锯，结构简单，体积小巧，便于携带，为了有效阻止电极丝9直接与工件接触产生短路，使电火花放电稳定产生，在电极丝9表面粘接了不同粒径的聚缘树脂颗粒16，又由于聚缘树脂颗粒16不导电，为了电极电线4输送的电能能够很好地传送到电极丝9上，本实施例又独特的设计了与新型电极丝9相匹配的带有粗糙凹槽的前导轮7和后导轮10，通过表面带有绝缘树脂颗粒16的电极丝9与带有粗糙凹槽的前导轮7和后导轮10有效配合，能够达到稳定放电的目的，且其使用方法简单，可以实现窄缝切割、切割工件厚度大，切割表面质量好，且可实现任意曲线切割。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种便携式线切割锯，其特征在于：包括锯身(1)、把手(21)、进水管(3)、电极电线(4)、万向喷水管(8)和电极丝(9)，还包括前绕丝机构、前导丝机构、后导丝机构和后绕丝机构；所述的锯身(1)与把手(21)相固连，该锯身(1)为弓形结构，锯身(1)远离把手(21)的一端设置有前导丝机构，锯身(1)靠近把手(21)的一端设置有后导丝机构；所述的前绕丝机构与锯身(1)相连，该前绕丝机构位于前导丝机构的上部；所述的后绕丝机构也与锯身(1)相连，该后绕丝机构位于后导丝机构的上部；所述的前绕丝机构与后绕丝机构之间设置有工作液供给机构，所述的工作液供给机构包括进水管(3)和万向喷水管(8)；所述的电极电线(4)通过电线夹头(15)与锯身(1)活动连接；所述的电极丝(9)的一端缠绕于前绕丝机构上，电极丝(9)依次穿过前导丝机构的前导轮(7)、后导丝机构的后导轮(10)，该电极丝(9)的另一端缠绕于后绕丝机构上，其中，前导轮(7)和后导轮(10)的轮面上设置有凹槽，所述的凹槽表面粗糙，电极丝(9)卡合于凹槽中；所述的后绕丝机构包括后绕丝轮(2)和紧固螺栓(22)，所述的后绕丝轮(2)绕转轴转动，所述锯身(1)与该转轴活动连接，所述的紧固螺栓(22)固连于后绕丝轮(2)的轮面上，该紧固螺栓(22)用于固定电极丝(9)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式线切割锯，其特征在于：所述的前绕丝机构包括前绕丝轮(5)和张紧力调节装置(6)，所述的前绕丝轮(5)绕转轴转动，所述锯身(1)与该转轴活动连接，所述的张紧力调节装置(6)也与锯身(1)活动连接，该张紧力调节装置(6)包括橡胶块(17)、调节螺栓(18)、滑柱(19)和弹簧(20)，所述调节螺栓(18)的螺杆部开设有孔，所述的滑柱(19)一端与橡胶块(17)相固连，滑柱(19)的另一端套合有弹簧(20)，该滑柱(19)通过弹簧(20)在调节螺栓(18)的孔内滑动；所述的橡胶块(17)抵靠于前绕丝轮(5)的外侧面。

3.根据权利要求2所述的一种便携式线切割锯，其特征在于：所述的前导丝机构包括前导轮(7)、导轮销钉(11)和前导线环(12)，所述的前导线环(12)位于前绕丝轮(5)与前导轮(7)之间，前导线环(12)与锯身(1)相固连；所述的前导轮(7)通过导轮销钉(11)与锯身(1)相连，该前导轮(7)绕导轮销钉(11)转动；所述的后导丝机构包括后导轮(10)、导轮销钉(11)和后导线环(13)，所述的后导线环(13)位于后绕丝机构和后导轮(10)之间，后导线环(13)与锯身(1)相固连；所述的后导轮(10)通过导轮销钉(11)与锯身(1)相连，该后导轮(10)绕导轮销钉(11)转动。

4.根据权利要求3所述的一种便携式线切割锯，其特征在于：所述的后绕丝轮(2)通过摇把(14)或电机驱动。

5.根据权利要求4所述的一种便携式线切割锯，其特征在于：所述的进水管(3)与万向喷水管(8)通过分流头相连通，所述的万向喷水管(8)设置有2根。

6.根据权利要求5所述的一种便携式线切割锯，其特征在于：所述的电极电线(4)一端与前导轮(7)上的导轮销钉(11)相固连，电极电线(4)的另一端连接线切割电源的正极或负极。

7.根据权利要求6所述的一种便携式线切割锯，其特征在于：所述的电极丝(9)表面粘接有绝缘树脂颗粒(16)，所述的绝缘树脂颗粒(16)的粒径为50～200μm，相邻两绝缘树脂颗粒(16)的距离为0.5～2倍的粒径。