CN1047464A

CN1047464A - 电极丝回转中心检测与调整方法

Info

Publication number: CN1047464A
Application number: CN 90103560
Authority: CN
Inventors: 陈仁哲
Original assignee: HANGZHOU RADIO SPECIAL EQUIPME
Current assignee: HANGZHOU RADIO SPECIAL EQUIPME
Priority date: 1990-05-12
Filing date: 1990-05-12
Publication date: 1990-12-05

Abstract

本发明涉及线切割锥度加工时电极丝回转中心的检测与调整方法。现有技术因电极丝的回转中心无法检测也无从调整，精度难以保证。本发明采用一光轴平行于底面且内设有正交十字刻线与刻度的读数显微镜从正交的U、V两方向检测电极丝回转中心实际位置，逐步将电极丝调整为一有共同交点的线束并与工件刀口面等高。本发明的检测与调整方法简便、直观，易于推广使用，能较大幅度地提高线切割锥度加工的精度。

Description

本发明涉及线切割加工锥度其电极丝回转中心检测与调整方法，属于电加工范畴。

现有技术中，线切割加工锥度均使用电极丝倾斜的方法来实现。电极丝相对工件的倾斜是切割锥度的前提，电极丝向不同方向倾斜时，应有统一的回转中心，该中心在正交的两个方向应重合并与工件的刀口面相一致，这样才能保证锥度加工精度。事实上电极丝是一根柔软的细丝，且与保证它运动位置精度的线架关键构件-轴承、导轨等距离甚远，因此用加工、装配的精度来保证这一点几乎不可能，且也无法用传统的接触式检测方法来检测其实际回转中心对理论位置的误差。因而，线切割锥度加工的精度一直难以得到保证，也未能提出项明确的精度标准。机电部苏州电加工机床研究所与中国机械工程学会电加工学会联合出版的《电加工》1989.6P.10东晓著“线切割机床锥度切割探讨”一文中对导丝模等结构进行了有益的探讨;“切锥度时，当导丝模将极丝U向拉斜后（导丝轮的径向）切点位置发生变化，极丝在上、下导丝模上的限位点在U座标方向将发生f和f₁的误差，其误差值随切割锥度的增大而增大。在V方向（导丝轮的轴向）移动时极丝将离开导向槽工作圆，跑到导向槽的斜面上，使极丝运动平稳、产生振动”，《电加工》1981.2.P13上海交通大学奚绍申、于学敏著“应用卧式摆动线架切割锥面时调整量的理论分析”一文中研究了线架摆动量，线架伸缩量和电极丝在空间倾斜角度的数量关系，导向器半径引起的刀口面尺寸误差，论证了切割锥体转角过渡区时对刀口面形状精度带来的影响，并推导了各项误差的补偿公式。应当肯定这种理论分析对线切割锥度加工精度的提高所带来的积极意义，至少是为用计算机进行误差补偿提供了理论依据，但上述两论文所述的内容均是在假定线架的加工，装配本身不存在误差的前提下，由于导向器的形状和运动形式所造成的倾斜运动固有误差，而并未对线切割加工锥度其电极丝回转中心检测及调整提出直观简便的解决方案。

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足而提供一种直观、简便的线切割加工锥度其电极丝回转中心检测和调整方法，以解决线切割加工锥度因回转中心不重合所引起的精度误差问题。

本发明的目的是通过下列技术解决方案加以实现的。本发明电极丝回转中心的检测和调整方法系采用一光轴平行于底面，中心高与工件刀口面等高的，内设有正交十字刻线和刻度的读数显微镜从正交的U、V两方向检测电极丝回转极限位置所形成的交点是否重合，并在相应的方向上进行误差调整，使U、V向电极丝回转中心重合并与工件刀口面等高，使之形成有共同交点的线束。以卧式摆动线架为例说明电极丝回转中心的检测与调整步骤如下：a·U向检测V向回转轴线是否与电极丝相交，若回转中心不在电极丝上则应调节电极丝的左右位置（如电极丝导轮的轴向位置），使电极丝与线架回转轴相交。b·检测U向电极丝回转中心与工件刀口面的高度位置，若不等高应调节线架的安装位置，如安装螺钉的间隙，使之等高。c·V向检测电极丝回转中心是否与U向的回转中心重合并与工件刀口面等高，若不然则应调整线架上下臂伸缩的传动杠杆比来实现中心高度的补偿，使U、V向的两回转中心重合。一般来说电极丝回转至极限位置所形成的位置误差最大，以此为调整的依据最为方便，至于检测与调整的顺序，上述顺序并非是唯一的，可视工艺情况作适当的互换。

本发明的目的还可以通过下列技术方案加以解决。

对于非卧式摆动线架结构的线切割机床如十字拖板式或双十字拖板式结构，仍可使用上述的读数显微镜来检测电极丝的回转中心，把它放在X、Y拖板上从正交的U、V两方向检测电极丝回转中心是否与刀口面等高，若不等高则需调整计算机输出给线架U、V、（X，Y）拖板步进电机的脉冲数，增加或减少补偿量，使电极丝上部或下部的十字拖板发生各自相应的位移补偿，从而改变比例关系，使电极丝回转中心上升或下降，调整到与刀口向等高。

附图说明如下：

图1、1′是本发明用于检测回转中心的读数显微镜示意图。

图2是U向回转中心检测示意图。

图3是V向回转中心检测示意图。

图4-图6是U、V向回转中心位置误差分析示意图。（其中图4′、5′为调整后的位置状态示意图）

图7是用可调杠杆调节Va位置示意图。

为了便于直观形象地分析回转中心的位置误差，本发明将参照附图对U、V向回转中心检测及调整方法作进一步详述。

参照图1，读数显微镜是本发明用于电极丝回转中心检测的专用设备，读数显微镜在检测使用状态其光轴应与工件支承面即底面平行，且中心高应与工件刀口面等高;在读数显微镜内安装有一块有正交十字刻线和刻度的分划板，用于检测和评价回转中心的位置误差。

参照图2、图3，以卧式摆动线架结构的线切割机床为例介绍本发明的回转中心检测与调整方法。

1、电极丝U向回转中心检测与调整。

a、首先将读数显微镜沿U向（导轮的径向）放置，镜头正对电极丝调整好焦距，使垂直状态的电极丝与分划板的垂直线重合，分划板的水平刻线则与工件刀口面等高，然后将线架沿V向（导轮的轴向）左右摆动，一般以摆动到两极限位置为宜，此时位置误差最大，检测电极丝回转至极限位置所形成的交点Ua是否在分划板十字刻线的垂直线上，如果中心Ua不在垂直线上（参见图4），Ua在十字线之左则应将导轮的轴向位置向右调节，反之亦然，直到Ua与垂直线重合为止（参见图4′）。

b、仍用读数显微镜在同一位置检测回转中心Ua是否落在分划板的水平刻线上，因分划板的水平刻线与刀口等高，回转中心Ua若落在水平刻线上则说明Ua与工件刀口面等高，如Ua与水平刻线不重合则应调节线架体与线架座的联接螺钉或线架座底架尺寸，使回转中心Ua调整至分划板正交十字线的交点A，完成U向电极丝回转中心Ua的检测与调整。

2、电极丝V向回转中心检测与调整：

c、将读数显微镜转过90°沿V向放置，使线架上下臂前伸后缩，令电极丝倾斜到左右两个极限位置，在显微镜中观察电极丝在两极限位置所形成的交点Va对分划板水平刻线的位置，若Va不在水平刻线上（参见图5）Va低于分划板的水平刻线则杠杆支点向下调节即调短上杠杆臂，反之则应向上调节杠杆支点，即调长上杠杆臂，边观察边调整，逐步逼近最终Va处于分划板的水平刻线上即与工作刀口面等高。（见附图5′，附图7）（注）

上述的以应用较普遍的卧式摆动线架结构线切割机床为例说明本发明的检测与调整方法。事实上在十字拖板式或双十字拖板式结构的线切割加工机床本发明的检测与调整仍可有效地应用。具体的检测与调整则更为简单，将读数显微镜置于X、Y工作台上，当U、V、X、Y四轴联动时，仍可有效地检测电极丝在U、V两个方向的回转中心Ua′和Va′，此时已不存在线架回转轴线，所以没有轴线是否通过电极丝的问题，只要U、V两方向的电极丝回转中心Ua′、Va′件刀口面等高即可。而不管是十字拖板式或还是双十字拖板式的线切割机床，都只要调整计算机输出给步进电机的脉冲数，增加或减少补偿量，就可以改变电极丝上部和下部各自的移动量，从而改变比例关系，使电极丝回转中心Ua′和Va′上升或下降，达到调节的目的。

本发明的方法对线切割加工锥度其电极丝回转中心的检测与调整直观、简便、富有实效;可以较大幅度地提高线切割锥度加工的精度。举例说明如下：（参见图6、7）假定在半锥角为4.5°时，回转中心比工件刀口平面高0.10mm则由△OAB可知AB＝OB。tg4.5°＝0.1·tg4.5°≈8um，刀口平面上的圆孔直径将扩大2×AB＝16um，由此可知如U、V方向的回转中心不重合，其高度差为0.10mm时，那么切圆时将产生0.016mm的椭圆度，这已超过直壁工件本身的允差值。何况没有读数显微镜这样的检测工具要保证U、V向回转中心差在0.10mm以内也是十分困难，这也是目前线切割锥度加工机床难以保证刀口精度的主要原因，采用本发明方法以后，以一般读数显微镜的精度，保证回转中心高度差在0.02mm以内应该是不困难的。那么刀口误差将降到2um（当半锥角为4.5°时）相应的椭圆度可降至约4um，可见本发明方法对提高锥度切割精度所起的作用。此外当调节传动杠杆比来调整回转中心Va与工件刀口面等高时，锥度角不同相应的杠杆比调节也略有差别，但通过计算可以证明其差别极微小，例如当锥角为9°时与锥角为3°时，同样的高度调整量例如0.5mm，传动杠杆比调整量误差为千分之五微米完全可以忽略不计。

注：V向观察电极丝时，由于导轮有一定半径，电极丝不存在统一交点，Va位置与理论交点有一误差，误差为导轮半径及电极丝倾角的函数，这已由前面提到的奚、于一文所阐述，该项误差可根据该文所提出的公式用计算机进行运算、补偿。所以本发明认为这问题已经解决，在检测时只消检测电极丝向左、右倾斜到对称位置时，两者的交点Va是否落在分划板上水平刻线上即已达到调整目的，如欲寻找“真正的”交点，只有开动计算机，对X、Y拖板增加补偿运动方能看到，结果也完全相同，所以并无必要，只要按说明中办法进行就可以了。

Claims

1、一种用于线切割锥度加工时电极丝回转中心的检测方法，其特征在于：采用一光轴平行于底面，中心高与工件刀口面等高的，且内设有正交十字刻线与刻度的读数显微镜，从正交的U、V两个方向检测电极丝的实际回转中心及实际回转中心与工件刀口面的高度差；

a、将读数显微镜沿U向放置，镜头正对电极丝调整好焦距，U向检测电极丝在V向回转形成的电极丝回转中心Ua与分划板垂直刻线的位置；

b、U向检测电极丝回转中心Ua与分划板中水平刻线的位置；

c、将读数显微镜沿V向放置，V向检测电极丝回转中心Va与分划板中水平刻线的位置。

2、如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：电极丝回转中心Ua、Va的检测顺序视工况可以互换。

3、如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：电极丝回转中心Ua、Va的检测在电极丝V、U向回转至极限位置形成的最大误差状态下进行。

4、一种用于卧式摆动线架进行锥度切割其电极丝回转中心的调整方法，其特征在于：采用读数显微镜对电极丝回转中心Ua、Va进行检测，从U、V两方向调整电极丝实际回转中心与分划板十字刻线的位置;

a、调节导丝轮的轴向位置，将U向回转中心Ua调整到与分划板垂直刻线重合;

b、调节线架高低，将U向回转中心Ua调整到与分划板水平刻线重合;

c、调节线架传动杠杆比将V向回转中心Va调整到与分划板水平刻线重合。

5、一种用于线切割锥度加工时电极丝回转中心的检测与调整方法，电极丝根据锥度加工要求，由计算机控制十字拖板或双十字拖板的位移，使电极丝相对工件倾斜，其特征在于：将一光轴平行于底面，中心高与工件刀口面等高的，且内设有正交十字刻线与刻度的读数显微镜置于XY工作台，当U、V、X、Y四轴联动时，从正交的U、V方向检测电极丝回转中心Ua′Va′是否与分划板水平刻线重合，若不重合则需调整计算机输出给步进电机的脉冲数，增加或减少补偿量，调节电极丝上部或下部拖板各自的位移量，对电极丝回转中心Ua′或Va′进行高度补偿。