CN1082472A - 线切割电蚀设备 - Google Patents

Abstract

一种线切割电蚀设备，它包括用于容纳电介质液 体的工作箱(6)，该工作箱具有至少一个壁，其上带有 开口，以及其一端支撑在工作箱外侧的一个下壁 (15)，该臂通过上述开口伸进并且工作箱相对于此下 臂可在密封状态下移动。工作箱由底槽(12)和至少 一个可移动结构部分(13，14)组成。底槽后壁上有 开口，其他三面形成低于工件底的低壁。利用导架 (20)可移动结构部分可降低从而易于接近工作的电 极线。

Description

本发明广泛地涉及了线切割电蚀设备。本发明特别涉及了用于加工浸没在注满了电介质液体的工作箱中的工件的线切割放电加工（“EDM”）设备。

如所周知，对于通过放电加工工作箱中的工件，有两种不同类型的EDM（放电加工，下同）设备，即刻模EDM设备和线切割EDM设备。

在刻模EDM设备中为了在工件中形成所需要构形的空腔，要将电介质液体注入到工作箱内以浸没固定在工作箱内的工作台上的工件，并在加工操作时，一个具有三维形状刀具电极从上方沿Z轴方向送进到工件。一般来说在工作箱的前壁有一个门以便可接近工件和刀具电极，但是箱壁仍然降低了这种接近的可能性。而且水平地开闭该前方的门所占据的空间太多。又当使用自动托架更换器而进行数天的无人加工操作时，工作箱壁就明显地妨碍工件的更换。

授与Lide    Hi等人的美国专利No.4，712，288以及日本已公开的专利No.61-270023透露了具有后壁固定而其余三个壁呈U形一体结构可垂直运动而能自由接近工作台的工作箱的刻模EDM设备。

又日本公开专利No.2-48113透露了一种刻模EDM设备，其工作箱由一个底槽部分和至少一个可垂直运动的可移动构件部分组成。该可移动构件部分向下移动进入到底槽部分时使得工作箱的四个箱壁密封地套叠为一个整体。

另一方面，在线切割EDM设备中，工件是固定在可水平移动的工作箱中的工作台上的，一个下臂通过一个箱壁的开口伸到工作箱之中，而上臂位于下臂的下方。电极线穿越分别装于上臂和下臂末端的上线导块和下线导块之间。在控制着工作箱沿X轴和Y轴运动的情况下放电通过电介质液体在穿越的导线与工件之间发生。由于在线切割EDM设备中，水或者水溶液是用作为电介质液体的，于是所谓的“浸没”加工在加工过程中工件浸没在电介质液体中以防止生锈，一般是需要的。

与刻模EDM设备类似，线切割EDM设备的工作箱壁在向工作台安装工件及垂直方向校准电极线以准备加工时影响了操作的方便。已公布的日本专利No.2-298435透露了一种线切割EDM设备，其中前壁和两侧的三面箱壁包含有波纹，通过伸缩该波纹可垂直方向移动。但是这一设备根本就不能作浸没加工。当工作箱注满了电介质液体时，波纹箱壁将发生膨胀而具有不稳定结构。

本发明的一个目的是提供一种线切割电蚀设备，该设备可使得工件及电极线易于接近。

本发明的另一目的在于提供用于改进加工效率的线切割电蚀设备。

本发明的又一目的是提供一种线切割电蚀设备，该设备的工作箱壁可以密闭的方式高度精确地垂直运动。

本发明的一个目的是为提供一种线切割电蚀蚀设备，其中工作箱壁垂直方向运动是不需要额外的空间和机构为降低的箱壁加装外罩的。

本发明还有一个目的是提供线切割电蚀设备，该设备中工作箱壁无其工作箱的相对位置如何都可以按要求作垂直运动。

本发明的其余目的及优点及新特点将在以下的陈述中说明。

本发明的一个总的方面在于提供了具有用于加工工件的电极线的一种线切割电蚀设备，该设备包括用于盛放电介质液体的一个工作箱，该工作箱至少一个箱壁上有开口，包括支撑在工作箱外侧的一端的一个低臂，该臂通过该开口伸进并且该工作箱相对于该低臂可在密封状态下作相对运动。该工作箱由一个底槽部分及至少一个可移动的结构部件组成，该底槽部分包括后侧上带有开口的后壁及其余三侧上形成低于工件底部的底壁，从而形成一敞开的空间，该可移动的部件可垂直滑动以便罩住该敞开的空间。该设备还包括一个升降装置，用于升降该可移动的结构部件。

根据本发明的一个较佳实施例，该升降装置包括一个导架，该导架具有与安装在底槽部分及可移动持结构部分的侧壁上的销子轨作滑动配合的滑销，此导架用于升降可移动结构部分。该升降装置还包括通过一个连接杆连接到导架上的导架驱动器（用于纵向伸缩该导架）以及用于操动该导电架驱动器的操作装置。

在较佳情形下该导架驱动器包括一个框架，该框架纵向可旋转地支撑一个滚珠丝杠，而一个盒体部件与该滚珠丝杠作螺旋啮合并与连接杆相接，于是该盒体部件在操纵装置驱动滚珠丝杠时可纵向运动。

在较佳情形下，该盒体部件由该框架通过多个导向滚子导向，从而保持导架在所加的非均衡负载下仍为垂直位置。

底槽部分最好包含用于可移动结构部分导向的导轨。

再者，可移动结构部分还可包含一个锁定钩件用于通过导轨锁定可移动结构部分到底槽部分，以克服工作箱中的液体压力。

附图的简要说明

对照附图由以下的详细说明，本发明将是易于理解的，这些附图是：

图1是一透视图，表示本发明的工作箱和升降装置;

图2透视图表示本发明的线切割电蚀设备的全貌;

图3是本发明的线切割电蚀设备工作箱的水平剖视图;

图4是本发明的线切割电蚀设备工作箱的横截前视图;

图5是本发明的线切割电蚀设备工作箱的横截侧视图;

图6是本发明的导架驱动器的横截前视图;以及

图7是本发明的导架驱动器的横截侧视图。

图8是表示另一实施例中的锁定部件的截面视图。

较佳实施例的详细说明。

以下参照附图对本发明的实施例进行说明。本发明的主要之点在于升降工作箱的构造方式，但是为了便于理解，首先对本发明的线切割电蚀设备的总体进行说明。图2表示了本发明的线切割电蚀设备的总体。线切割电蚀设备1包括机体2、电介质供给装置3和动力产生器5。机体2包括位于前方的底座4和立柱4a。底座4上有一横台（未表示出）。工作箱6置于在彼此垂直X轴与Y轴平面内可运动的横台之上。线给进装置7要保证在立柱4a的上部并向前投射。操作面板8由动力产生器5的顶部伸出的中枢悬臂9前向悬挂。工作箱6中有多个工作台10。待加工的工件固定在工作台10的上表面。

工作箱6由底槽部分12、第一可移动结构部分13及第二可移动结构部分14组成。底槽部分12包括有开口的后壁，下臂15由此开口穿过。底槽部分12还包括其余三侧的低于后壁并最好是低于工作台10的上表面的低壁，以便向前方和两侧呈开放状态。第一和第二可移动结构部分13与14可滑动至将底槽部分12的开放的空间封闭起来。

下臂15一端固定支撑在立柱4a上，以及用于引导电极线16的下线导块17装在工作箱6内的下臂15的另一端上。而引导电极线16的上线导块18将在线给进装置7之下的上臂（未标号）上。

在准备进行加工时，工件11要固定在工作箱6中的工作台10之上。可移动结构部分13与14提升而将底槽部分12的开放空间封闭。然后向工作箱6注入电介质液体以浸没其中的工件11，电极线16通过工件11上预钻的孔张紧在上线导块18和下线导块17之间。

然后，电极线16由线给进装置7不断地给进，于是在游动的电极线与工件11之间在电介质液体中所形成加工间隙中发生放电。工件11被放电所加工，并且沿加工路线在X轴和/或Y轴方向上移动横台就形成所需要的形状。

电介质供给装置3是一个存储箱并用来保持液体的电阻以及去除加工间隙之中的加工碎屑。

现说明工作箱6及用于提升可移动结构部分13及14的提升装置的构造。

图1（a）分解地表示了工作箱6及提升装置一部分。图1（b）表示了导轨截面的大样。

底槽部分12包括一个高的后壁R1，一个前壁F1以及两个侧壁S1。前臂及侧壁的大部分都低于工作台10的上表面，因而前方及两侧都是开放的。前壁F1的外3侧及两侧壁S1上装有间壁D1而形成U槽排液槽19。又护板K1装在间壁D1的两侧之外，而且护板K1与间壁D1是彼此分离开的。

第一可移动结构部分13形成一个U形而部分地遮盖了底槽部分12的开放的空间。该第一可移动结构部分13包括一个由前壁F2、两个侧壁S2及锁定钩件H2组成的内壁。该第一可移动结构部分13还包括用于以拉开间隔的方式包围内壁的间壁D2，以及用于以拉开间隔的方式包围该间壁D2的护板K2。如图4中很好说明了内壁F2与S2及间壁D2，它们的底部彼此相连而形成狭窄的U形槽。这一U形槽可套叠地进入内壁F1及S1及间壁D1之间，从而形成底槽部分12的U槽排液槽19的一部分。而且，护板K2遮盖了底槽部分12的护板板的外侧。

第二可移动结构部分14的构造与第一可移动结构部分13的构造几乎相同，并形成U形而完全遮盖住底槽部分开放的空间。该第二可移动结构部分14包括由一个前壁F3，两个侧壁S3及锁定钩形件H3组成的内壁。间壁D3装于壁S3之一的外部。护板K3在前壁F3、壁S3及意壁D3之外间隔开装置。对于壁S3之一与间壁D3来说，它们的底部是彼此相连接的，而形成一狭窄的U形槽。这一U形槽可套叠地进入侧壁S2与间壁D2之间，从而形成U槽排液槽19的上部。护板K3当其下降时遮盖住第一可移动结构部分13的护板K2的上部和外部。

底槽部分12、第一可移动结构部分13及第二可移动结构部分14形成了工作箱6，其所有各侧面通过向上滑动可移动结构部分13与14而形成的高壁所封闭。底槽部分12、第一结构部分13与第二可移动结构部分14可通过向下滑动可移动结构部分13与14而彼此叠套遮盖而形成三面的箱壁降低了的工作箱。

密封件A1装在底槽部分12的内壁S1与F1的外表面，而密封件A2装在第一可移动结构部分13的内壁S2与F2的外表面。A1与A2这些密封件防止了当上下滑动可移动结构部分13与14时工作箱中电介质液体的渗漏。导轨GR沿排液槽19布置而形成近乎U形的水平截面，并还在垂直方向在排液槽18的两端伸展而导向壁S2与S3的端头，以保持密封件A1和A2的密封性能。此外，导轨GR还限定了分别装在侧壁S2与S3端头所锁定钩件H2与H3。锁定钩件H2与H3防止了可移动结构部分13与14由于液体的压力而发生向前运动而使得液体不至从前壁之间的缝隙渗出。

又当发生工作液渗漏时，在沟槽19中积聚的液体将通过设在沟槽19部分的出口（未表示出）排出。

销子导轨G1，G2，G3分别装设在间壁D1，D2及D3的外表面。固定在导电架20上的滑销P1，P2与P3分别与销子导轨G1，G2与G3滑动配合。换言之，导架20是通过滑销P1，与P3附着在工作箱6的两侧的。导架驱动器21装设在导架20外侧。导架驱动器21包括固定在底槽部分12的底部的框架22，由框架22通过轴承23与24支撑的滚珠丝杠25以及与滚珠丝杠25作螺旋啮合的盒体件26。盒体件26与导电架20的横向部分通过连杆27连接。盒体件26中装有滚珠丝母，在滚珠丝杠转动时它垂直运动。

本实施例中，在滚珠丝杠25的下部装配有一个蜗轮28。驱动轴30装在框架22附近。与蜗轮28配合的蜗杆29固定在驱动轴20上。于是通过蜗杆29与蜗轮28滚珠丝杆由驱动轴30的转动而旋转驱动。

图3表示工作箱6的横截面和操纵导架驱动器21的动力传动机构。如图3所示，导架驱动器21装设在工作箱6的两侧。驱动马达32装在工作箱6附近，作为升降装置31的驱动动力源用于升降可移动结构部分13与14。又在工作箱6的两侧及后部，多驱动轴30通过方向节33与伞形齿轮34与驱动马达32连接而传动操作动力。于是两个导电架驱动器21的滚珠丝杠25通过驱动轴30、蜗杆29与蜗轮28由驱动马达的运转而旋转驱动。

又图3中还清楚地表示出下臂15的通路部分的构造。在底槽12的后壁R1上形成一个水平方向长形开口36。滑板37从外侧盖住开口36并相对于工作箱6可作X轴方向的滑动。滑板37在其中的或中心附近有一个孔38用于下臂15的穿过。在开口36与滑板37之间以及滑板37与下臂15之间装有密封件39。由于这一构造，工作箱6与下臂15可在X轴与Y轴方向在密封状态下作相对运动。

而且在工作箱6中设有排液口41用于排放电介质液体。

如图4中所示，底槽部分12与可移动结构部分13及14可彼此套叠在一起。在侧壁S1，S2及S3与间壁D1，D2及D3之间所形成的排放槽19收集超出箭头f所指示液面的预定高度的液体。

导架20和导架驱动器21装设在护板K1、K2及K3的内侧。

装在间壁D1、D2与D3外表面的销子导轨G1、G2及G3分别与装在导架20上的滑销P1、P2与P3作滑动配合。

导架20通过滑销P1、P2与P3相对的一边上的连接杆27连接到导架驱动器21的盒体件26上。

图5是工作箱6的截面视图。

如图5中所示，销子导轨G1、G2与G3分别装设在底槽部分12、可移动结构部分13与14上面。而滑动销P1、P2与P3装在导架20的末端与连接部位并可象箭头m所示那样在相应的销子导轨G1、G2与G3中运动。

连杆27可转动地装于盒体件26上并与导架20的横向部分配合。

当盒体件通过滚珠丝杠25的转动而垂直运动时，导架20则在垂直方向伸缩。于是可移动的结构部分13与14由于销子导轨G1、G2与G3及滑销P1、P2与P3的作用而保持水平状态上下滑动。

如图5中清楚地表明，臂通道部分中的滑板37是由板支撑件42导向的。档板43与档板支撑器44装设在滑板37外侧以防止杂物进入。

以下对导架驱动器21的构造参照图6与图7予以详述。

导架驱动器21包括固定在工作箱6上的框架22。滚珠丝杠25由轴承23和24直立可转动地支撑在框架22上。蜗轮28装固在滚珠丝杠25的下部。装有滚珠丝母的盒体件26与丝杠25在蜗轮28上面作螺旋配合。盒体件26包括Y-方向的导向滚子45及X-方向的导向滚子46以抵抗由于移动结构部分13与14呈U形所形成的静重的偏向负荷，而维持丑架20的直立状态。

Y-向导向滚子45由一对与框架22的内表面滚动接触的滚子组成。这对滚子与连杆27处于同一水平，使得导架20不至在Y-方向下落而维持直立状态。

同时，如图7所示，X-向导向滚子46是由两对滚子组成。一对滚子处于同一水平并与框架22面向导架20的表面滚动接触。另一对彼此同一水平的滚子与上一对滚子关于框架相对应，并与框架22面向护板K1的表面作滚动接触。此两对滚子的高度在垂直方向上差开。连接到连杆27的盒体件26的中心受到由加到销子导轨G2与G3上的工作箱重量所形成的经由导杆27所施加的力矩。该X方向导向滚子就是抵抗这一力矩而保持导架直立防止X-方向下落。此外，盒体件通过导向滚子45与46由框架22稳定地导向而使得超量的负荷不会加到滚珠丝杠25与滚珠丝母之间。

基于以上的构造，现对本实施例的线切割电蚀设备1的操作予以说明。

如上所述，就工作箱6的底槽12来说，其前壁F1与两侧壁S1的大部分均低于固定工件11之用的工作台10的上表面，固向前及两侧方向是开放的。高的后壁R1包含有用于下臂15通路的开口36，可相对于下臂15运动。而第一与第二可移动结构部分13与14形成U形。这两个可移动结构部分可向上滑动而遮盖住底槽部分12开放的空间，向下滑动则可与底槽部分12的低壁F1与S1套叠在一起。

于是可移动结构部分13与14当其下降时是不会防碍下臂15的。一旦加工完毕电介质液体排出，则可移动结构部分13与14就下降，至使工作箱6的前面及两侧壁可低于工件11以下。于是从前方或两侧接近工件就会很方便。操作者更换工件11并将其固定在工作台10是之后，就可在提升可移动结构部分13与14的同时注入电介质液体，而立即重新开始加工。这就改进了加工效率。

犹如本实施例所显示的那样，装置有多组导架20与导架驱动器21，而这些机构组是由单驱动马达32同步驱动的。而且，多个可移动结构部分13与14可由多个支点支撑并可在垂直方向上保持着水平状态同时运动。

而且，在本实施例中，导架驱动器21的盒体件26由框架22通过Y-方向导向滚子45及X-方向导向滚子46而导向。

锁定钩件和用于导向该锁定钩件的导轨是不限于图1所示的本实施例的。如图8所示，在其末端有一弯曲部分的锁定件61可固定装在底槽部分12的侧壁S1上。具有导向槽62和63导向件在锁定件61内配合。可移动的结构部分13与14的侧壁S2与S3分别由导向槽63与62导向。档块64固定在侧壁S3的外表面上而与锁定件61的弯曲部分相啮合。密封件A1与A2装在侧壁S1、S2与S3之间。在这一构造之中，防止了可移动结构部分13与14由于液体压力而向前移动。

上述对本发明的较佳实施例的叙述目的是为了解释说明，并不是本发明的全部内容，本发明不限于所透露的这一种形式，根据以上的要求显然可以作出多种修改和变化。例如，通过协调通常的数字控制（NC）器、电介质供给装置和升降装置，可对工件实特自动或半自动更换。加工之后在电介质液体排出的同时可移动结构部分自动下降。工件由人工更换或由自动托架更换器更换。在用传感器探测到工件更换完毕之后在自动提升可移动结构部分的同时向工作箱供给电介质液体。然后加工重新开始。这里的意思是说本发明所及范围是由所附权利要求定义的。

Claims (6)

1、一种具有电极线(16)用于加工件(11)的线切割电蚀设备，它包括：

用于盛放电介质液体的工作箱(6)，该箱至少有一个壁其上带有开口(36)；

一个臂(15)，该臂在其一端支撑在上述工作箱外侧，通过上述开口延伸并且上述工作箱可相对于上述臂在密封状态下运动；

其中上述工作箱由一个底槽部分(12)及至少一个可移动的结构部分(13；14)组成，其中该底槽(12)包括在后侧形成的其上带有上述开口的后壁和在其他三侧形成的低于工件底部的低壁，于是形成一个开放的空间，该可移动结构部分(13；14)可垂直滑动以遮盖上述开放的空间；以及

其中上述设备还包括五个用于升降上述可移动结构部分的升降装置。

2、权利要求1的一种线切割电蚀设备，其中上述升降装置包括通过固定在上述底槽部分及上述可移动结构部分的侧壁上的销子导轨（G1，G2，G3）与滑动销（P1，P2，P3）用于升降上述可移动结构部分的一个导架（20），包括通过一个连杆（27）用以垂直方向伸缩上述导架的导架驱动装置（21），还包括一个用于操动上述导架驱动装置的操动装置（32）。

3、权利要求2的线切割电蚀设备，其中上述导架驱动装置包括一个框架（26），一个由上述框架支撑并可由上述操动装置旋转的丝杠，以及一个与该丝杠作螺旋啮合并与上述连杆连接的盒体件（22），该盒体件通过该丝杠的旋转可上升和下降。

4、权利要求3的线切割电蚀设备，其中的盒体件通过多滚子（45，46）由该框架导向以克服加到其上的偏负荷保持该导架的直立状态。

5、权利要求1的线切割电蚀设备，其中上述底槽部分包括一个导轨（GR）用于上述可移动部分的导向。

6、权利要求5的线切割电蚀设备，其中上述可移动结构部分包括锁定件（H2，H3，64）用于通过上述导轨将上述可移动部分锁定到上述底槽部分而克服上述工作箱中液体的压力。

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