CN104057543A - 一种磁场辅助的多线锯切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁场辅助的多线锯切割机，属于线锯切割技术领域。它解决了现有的多线锯切割机切割效率不高的问题。本磁场辅助的多线锯切割机，线锯切割机包括线锯、两个储线轮和若干个导向轮，线锯的两端分别卷绕与储线轮上，储线轮转动使线锯一端收线另一端放线，线锯在导向轮上铺设形成由多条平行线锯组成的用于切割待加工工件的切割部，线锯的两端分别与一供电装置电连接，切割部上的电流方向相同，切割部的两侧具有能够产生磁场使线锯受到的安培力与待加工工件进给方向相反的磁场发生装置。本磁场辅助的多线锯切割机通过在线锯上通电，磁场发生装置产生磁场，使切割部上通电的线锯受到安培力作用，进而增大线锯切割待加工工件的切割力。

Description

一种磁场辅助的多线锯切割机

技术领域

本发明属于线锯切割技术领域，涉及一种多线锯切割机，特别是一种磁场辅助的多线锯切割机。

背景技术

线锯切割技术是指通过一根表面镀铜的钢丝线，绕在张紧装置上，再来回绕过带有凹槽的导轮，形成一排线网，并保持20N～30N的张紧力。线锯切割过程中，线锯在导轮的带动下以一定的速度相对于待加工工件运动，待加工工件做进给运动并对线锯施加作用力使线锯切割待加工工件，线锯相对于水平位置呈一定的张角。线锯切割待加工工件的效果除了和磨料性能有关外，还取决于线网运动速度以及待加工工件与线锯之间的作用力大小。现有技术中，待加工工件与线锯之间的作用力主要由待加工工件挤压线锯来提供，线锯的张角会随着挤压力的增大而增大，而张角越大钢丝线越容易断线。

为了避免线锯张角过大，导致钢丝线断线，本申请人曾经提出了一种通过磁力对钢丝线的作用，增大线锯对待加工工件的切割力，从而减小线锯张角，降低了钢丝线断线的可能性。参见本申请人之前申请的中国专利【申请号201310603531.5；公开号CN103586988A】公开的一种线锯切割机，线锯切割机包括线锯、收线轮、放线轮和若干个导向轮，线锯一端卷绕在放线轮上，另一端卷绕在收线轮上，线锯在导向轮上铺设形成由一条线锯或者一条以上平行线锯组成的切割部，切割部上具有用于放置待加工工件的加工工位，线锯中包含能被磁力吸引的材料，加工工位的进线一侧和/或出线一侧设置有磁力源，磁力源贴近线锯的切割部并对切割部施加与待加工工件进给方向相反的磁力作用。

但是，该线锯切割机还存在一些缺陷：1、通过磁力源设置在加工工位的进线一侧或出线一侧，磁力源对线锯的磁力作用有限，切割力增幅较小；2、磁力源的安装和位置调整不方便。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种磁场辅助的多线锯切割机，本发明解决的技术问题是如何增大磁场对线锯的作用力。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种磁场辅助的多线锯切割机，所述线锯切割机包括线锯、两个储线轮和若干个导向轮，所述线锯的两端分别卷绕与储线轮上，所述储线轮转动使线锯一端收线另一端放线，所述线锯在导向轮上铺设形成由多条平行线锯组成的用于切割待加工工件的切割部，其特征在于，所述线锯的两端分别与一供电装置电连接，所述切割部上的电流方向相同，所述切割部的两侧具有能够产生磁场使线锯受到的安培力与待加工工件进给方向相反的磁场发生装置。

本磁场辅助的多线锯切割机的工作原理是：在多线锯切割机开始加工时，储线轮转动使线锯单向或者往复运动，工件相切割部进给，切割部处的线锯切割待加工工件。线锯通电使切割部内具有方向相同的电流，磁场发生装置使切割部位于磁场内，根据左手定则，切割部处的线锯受到与待加工工件进给方向相反的安培力。从而在不增大线锯张角的前提下，增大线锯对待加工工件的切割力，避免线锯因为张角过大导致断线的问题。并且，通电线锯在磁场中的安培力的大小能够通过调整电流大小和磁场强度进行控制，适应了不同切割速度下对不同材料的切割力要求。

在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述磁场发生装置包括两个线圈，上述两个线圈分别沿平行于线锯方向设置在切割部两侧，且两个线圈相互串联或并联于同一电源。通过两个线圈的磁场叠加形成需要的磁场。

在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述两个线圈的中心线位于同一直线上，且两个线圈能够分别沿各自中心线方向运动以靠近或远离切割部。通过线圈距离的改变调整磁场强度，进而改变线锯所受安培力大小。

作为另一种方案，在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述两个线圈的中心线位于同一直线上，且线圈位置固定。通过调整线圈的电流大小控制磁场的强度。

作为优选方案，在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述两个线圈的半径和匝数均相同，所述两个线圈距离等于线圈直径的一半。两个线圈形成亥姆霍兹线圈，磁场叠加后的强度最大。

作为优选方案，在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述两个线圈中心与切割部位于同一水平面上。线圈中心处的磁场强度最大，而离开中心位置后磁场强度逐渐减弱；一方面使切割部上的线锯处于磁场最强的位置，另一方面减少磁场对其他位置的线锯造成的影响。

作为另一种方案，在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述磁场发生装置包括分别沿平行于线锯方向设置在切割部两侧的永磁铁，且两个永磁铁能够分别沿水平方向运动。通过对永磁铁位置的调整改变磁场强度。

在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述储线轮和导向轮均不导电。避免使设备带电造成危险，并且便于对线锯上的电流大小进行控制。

在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述储线轮包括呈筒状的收纳部和分别位于收纳部两端的轮盘，其中一个所述轮盘的圆周面上具有导电套，上述轮盘的内端面上具有连接导电套和收纳部的导电条，上述轮盘的侧部具有与导电套一接触的触头；两个所述储线轮均通过触头与供电装置相连。实现了供电装置与线锯的连接，在储线轮不断转动的条件下对线锯不间断供电，保证了切割部上的线锯受到稳定的安培力作用。

在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述供电装置包括由电池和串联于电路中的电流调节器。

作为另一种方案，在上述的磁场辅助的多线锯切割机中，所述供电装置包括变压器和串联于电路中的电流调节器，上述变压器与民用电源或者工业电源相连。

通过电流调节器改变线锯中的电流大小，进而调整切割部上的线锯受到的安培力大小。

与现有技术相比，本磁场辅助的多线锯切割机的优点在于：

1、本磁场辅助的多线锯切割机通过在线锯上通电，磁场发生装置产生磁场，使切割部上通电的线锯受到与待加工工件进给方向相反的安培力，进而增大线锯切割待加工工件的切割力。在不增大线锯张角的前提下，增大线锯对待加工工件的切割力，避免线锯因为张角过大导致断线的问题。

2、本磁场辅助的多线锯切割机中通电线锯在磁场中的安培力的大小能够通过调整电流大小和磁场强度进行控制，适应了不同切割速度下对不同材料的切割力要求。

3、本磁场辅助的多线锯切割机的储线轮本身不导电，通过触头接触导电套，并由导电条将电流输送到线锯上，实现了在储线轮正反向转动过程中对线锯稳定供电，使切割部上的线锯受到的安培力的大小始终保持与设定值一致。

附图说明

图1是本磁场辅助的多线锯切割机的原理图。

图2是本磁场辅助的多线锯切割机的立体结构示意图。

图3是实施例一中的储线轮的结构示意图。

图4是实施例二中的储线轮的结构示意图。

图中，1、线锯；2、储线轮；21、收纳部；22、轮盘；23、导电套；24、导电条；25、触头；3、导向轮；4、切割部；5、线圈；6、电流调节器；7、待加工工件；8、进给工作台；9、张紧度调节电机。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

多线锯切割机包括线锯1、两个储线轮2和若干个导向轮3，线锯1的两端分别卷绕与储线轮2上，储线轮2转动使线锯1一端收线另一端放线，线锯1在导向轮3上铺设形成由多条平行线锯1组成切割部4，切割部4上的线锯1单向运动或者往复运动切割待加工工件7。本磁场辅助的多线锯切割机还包括供电装置和磁场发生装置。

具体来说，如图1所示，线锯1的两端分别连接到供电装置的正负极，使切割部4上的电流方向相同。磁场发生装置位于切割部4两侧，能在切割部4产生磁场，切割部4上通电的线锯1在磁场中受到安培力的作用，进给工作台8带动待加工工件7向切割部4进给，安培力的方向与待加工工件7进给方向相反，安培力和进给力叠加的力即为切割部4切割待加工工件7的切割力。由于进给力作用在线锯1上时，线锯1会发生形变，即线锯1形成一个张角，进给力越大张角越大，且线锯1越容易发生断线。因此，通过增大进给力的方式增大切割力，容易导致线锯1断线；而通过调整安培力的大小对切割力的大小进行控制，不容易导致线锯1张角的频繁改变，既提高了线锯1切割的效率，又能够避免线锯1发生断线。

如图1和图2所示，本实施例中，供电装置包括电池和串联于电路中的电流调节器6，通过电流调节器6调整线锯1上的电流大小。储线轮2和导向轮3均不导电，储线轮2和导向轮3采用绝缘材料制成或者在金属材料外包裹一侧不导电的涂层。如图3所示，本实施例中，储线轮2包括呈筒状的收纳部21和分别位于收纳部21两端的轮盘22，其中一个轮盘22的圆周面上具有导电套23，轮盘22的内端面上具有连接导电套23和收纳部21的导电条24，轮盘22的侧部具有与导电套23一接触的触头25；两个储线轮2均通过触头25与供电装置相连。实现了供电装置与线锯1的连接，在储线轮2转动的条件下对线锯1不间断供电，保证了切割部4上的线锯1受到稳定的安培力作用。克服了现有储线轮2容易导电，不适用于通电的条件下。

如图1和图2所示，磁场发生装置包括两个线圈5，两个线圈5分别沿平行于线锯1方向设置在切割部4两侧，且两个线圈5相互串联或并联于同一电源，通过两个线圈5的磁场叠加形成需要的磁场。两个线圈5的中心线位于同一直线上，且两个线圈5能够分别沿各自中心线方向运动以靠近或远离切割部4。可以通过线圈5距离的改变调整磁场强度，进而改变线锯1所受安培力大小。作为优选方案，两个线圈5中心与切割部4位于同一水平面上。线圈5中心处的磁场强度最大，而离开中心位置后磁场强度逐渐减弱；一方面使切割部4上的线锯1处于磁场最强的位置，另一方面减少磁场对其他位置的线锯1造成的影响。在采用三个导向轮3的多线锯切割机上，其他位置的线锯1受到的安培力更小。作为优选方案，储线轮2和导向轮3之间还设置有张紧度调节电机9，张紧度调节电机9可以感应线锯1的张紧力并对张紧力进行调整，使张紧力维持在设定值。

本磁场辅助的多线锯切割机的工作原理是：在多线锯切割机开始加工时，储线轮2转动使线锯1单向或者往复运动，工件相切割部4进给，切割部4处的线锯1切割待加工工件7，切割过程中使用的浆料不导电或者导电率极低。线锯1通电使切割部4内具有方向相同的电流，磁场发生装置使切割部4位于磁场内，根据左手定则，切割部4处的线锯1受到与待加工工件7进给方向相反的安培力。从而在不增大线锯1张角的前提下，增大线锯1对待加工工件7的切割力，避免线锯1因为张角过大导致断线的问题。并且，通电线锯1在磁场中的安培力的大小能够通过调整电流大小和磁场强度进行控制，适应了不同切割速度下对不同材料的切割力要求。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，如图4所示，本实施例中，储线轮2的收纳部21上也具有导电条24，导电条24将电流直接通到位于收纳部21线锯1上，电路中的接触更好。

实施例三：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，两个线圈5的中心线位于同一直线上，且线圈5位置固定，通过调整线圈5的电流大小控制磁场的强度。作为优选方案，两个线圈5的半径和匝数均相同，两个线圈5距离等于线圈5直径的一半，在多线锯切割机的中，受切割部4宽度影响，两个线圈5之间的距离难以靠得很近，切割部4的磁场强度较小，且线锯1中的电流也无法达到较高的数值。因此，在实际使用磁场辅助切割的过程中，效果往往并不理想，在反复试验中发现，当两个线圈5满足以上条件，切割部4位置的磁场强度最大。通过相关文献的考证，发现两个线圈5满足了亥姆霍兹线圈5的条件。在实际的生产和制造过程中，无论切割部4的宽度大小，只要相应改变线圈5的直径以满足亥姆霍兹线圈5的条件，即可使切割部4上的线锯1受到的安培力达到理想的大小。

实施例四：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，磁场发生装置包括分别沿平行于线锯1方向设置在切割部4两侧的永磁铁，且两个永磁铁能够分别沿水平方向运动。通过对永磁铁位置的调整改变磁场强度。

实施例五：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，供电装置包括变压器和串联于电路中的电流调节器6，变压器与民用电源或者工业电源相连。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了线锯1、储线轮2、收纳部21、轮盘22、导电套23、导电条24、触头25、导向轮3、切割部4、线圈5、电流调节器6、待加工工件7、进给工作台8、张紧度调节电机9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种磁场辅助的多线锯切割机，所述线锯切割机包括线锯(1)、两个储线轮(2)和若干个导向轮(3)，所述线锯(1)的两端分别卷绕与储线轮(2)上，所述储线轮(2)转动使线锯(1)一端收线另一端放线，所述线锯(1)在导向轮(3)上铺设形成由多条平行线锯(1)组成的用于切割待加工工件(7)的切割部(4)，其特征在于，所述线锯(1)的两端分别与一供电装置电连接，所述切割部(4)上的电流方向相同，所述切割部(4)的两侧具有能够产生磁场使线锯(1)受到的安培力与待加工工件(7)进给方向相反的磁场发生装置。

2.根据权利要求1所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述磁场发生装置包括两个线圈(5)，上述两个线圈(5)分别沿平行于线锯(1)方向设置在切割部(4)两侧，且两个线圈(5)相互串联或并联于同一电源。

3.根据权利要求2所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述两个线圈(5)的中心线位于同一直线上，且两个线圈(5)能够分别沿各自中心线方向运动以靠近或远离切割部(4)。

4.根据权利要求2所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述两个线圈(5)的中心线位于同一直线上，且线圈(5)位置固定。

5.根据权利要求4所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述两个线圈(5)的半径和匝数均相同，所述两个线圈(5)距离等于线圈(5)直径的一半。

6.根据权利要求4所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述两个线圈(5)中心与切割部(4)位于同一水平面上。

7.根据权利要求1所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述磁场发生装置包括分别沿平行于线锯(1)方向设置在切割部(4)两侧的永磁铁，且两个永磁铁能够分别沿水平方向运动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述储线轮(2)包括呈筒状的收纳部(21)和分别位于收纳部(21)两端的轮盘(22)，其中一个所述轮盘(22)的圆周面上具有导电套(23)，上述轮盘(22)的内端面上具有连接导电套(23)和收纳部(21)的导电条(24)，上述轮盘(22)的侧部具有与导电套(23)一接触的触头(25)；两个所述储线轮(2)均通过触头(25)与供电装置相连。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述供电装置包括由电池和串联于电路中的电流调节器(6)。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的磁场辅助的多线锯切割机，其特征在于，所述供电装置包括变压器和串联于电路中的电流调节器(6)，上述变压器与民用电源或者工业电源相连。