CN108357000A - 一种线切割导轮及多线切割机排线系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种线切割导轮，涉及金刚石线多线切割技术领域。该线切割导轮包括内圈、外圈和多个辐条；多个所述辐条沿所述内圈的径向设置，分别连接所述内圈的外缘和所述外圈的内缘；所述外圈的外缘设置环形凹槽，所述环形凹槽沿所述外圈的周向延伸。本发明的线切割导轮，采用内圈、外圈和多个辐条的轮毂结构，减小了线切割导轮的整体质量和转动惯量，降低了导轮断线的几率，提高了控制灵活性和切割效率。在此基础上，本发明还提供了一种多线切割机排线系统。

Description

一种线切割导轮及多线切割机排线系统

技术领域

本发明涉及金刚石线多线切割技术领域，具体而言，涉及一种线切割导轮及多线切割机排线系统。

背景技术

金刚石线切割设备采用金刚石线单向循环或往复循环运动的方式，使金刚石线与被切割物件间形成相对的磨削运动，从而实现切割的目的。

从20世纪60年代起，我国开始发展精密加工行业。然而，由于技术缺陷，我国前期对硬脆材料的加工切割主要依赖进口设备。但是，随着第一台金刚石线多线切割机的问世，多线切割行业在我国得到了迅猛的发展，时至今日，我国已经研发了多台具有自主知识产权的多线切割机。

在金刚石线多线切割设备中，排线系统是整台设备的核心技术之一，排线系统设计的合理性直接影响到金刚石线多线切割设备的运行稳定性，而导轮又是排线系统中最关键的部件之一，承担着金刚石线的传输工作。因此，导轮结构设计的合理性直接关系到多线切割机运行的稳定性，导轮的转动灵活性以及径向跳动对多线切割机的影响至关重要。

传统的导轮主要以金属材料实心的轮毂以及隔圈、外盖部件等构成。实践经验表明，这种传统的导轮由于转动惯量和质量都比较大，导致它的灵活性大幅度降低，且不易控制。由于导轮担负着多线切割机中金刚石线机传输和反向的变化，它的控制灵活与否，直接影响导轮在使用中是否容易造成断线。不仅如此，由于它存在质量大、转动惯量较大、控制不灵活等缺陷，设计人员很难提高金刚石线的线速度，极大地限制了设备的改进和发展，同时也降低了设备的切割效率。

基于此，如何降低导轮的转动惯量和质量成了本领域技术人员在设计导轮中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种线切割导轮及多线切割机排线系统，以解决现有技术中的金刚石线多线切割设备存在的导轮轮毂质量大、转动惯量大、难以灵活控制导致的断线频发、切割效率低下、限制了设备的改进和发展等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种线切割导轮，包括内圈、外圈和多个辐条；多个所述辐条沿所述内圈的径向设置，分别连接所述内圈的外缘和所述外圈的内缘；所述外圈的外缘设置环形凹槽，所述环形凹槽沿所述外圈的周向延伸。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述环形凹槽的横断面呈V字型。该技术方案的技术效果在于：横断面呈V字型的环形凹槽利于金刚石线的定位，尤其在高速运行的切割设备中，速度越高金刚石线位于环形凹槽的位置就越是精确。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述环形凹槽的槽腔内敷设耐磨层。该技术方案的技术效果在于：耐磨层减少了金刚石线与环形凹槽的直接接触和摩擦，避免金刚石线受损或者环形凹槽的槽腔变形。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述耐磨层由聚氨酯材料制成。该技术方案的技术效果在于：聚氨酯材料密度小、机械强度高、氧化稳定性好，在不增加导轮的质量和转动惯量的前提下，增加了环形凹槽的耐磨性能。同时，聚氨酯材料绝缘性能好，提供了更高的使用可靠性。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述环形凹槽包括环圈，所述环圈的内壁固定设置在所述外圈的外缘，所述环圈的外壁设置凹槽。该技术方案的技术效果在于：使用环圈单独设置环形凹槽，避免了在整个轮毂上制作凹槽。在分别独立生产好环圈和轮毂后再进行组装，提高了零部件的生产效率。并且，环圈和轮毂的使用寿命不同，在某个环圈出现故障后，只需更换环圈即可，降低了零部件的生产成本。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括外盖；所述外盖和所述外圈同轴设置；所述外盖和所述外圈夹持固定所述环圈。该技术方案的技术效果在于：通过外盖和外圈夹持环圈，实现环圈的固定，同时实现环圈的细微调节。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述环圈由聚氨酯材料制成。该技术方案的技术效果在于：同样地，聚氨酯材料密度小、机械强度高、氧化稳定性好，在不增加导轮的质量和转动惯量的前提下，增加了环形凹槽的耐磨性能。同时，聚氨酯材料绝缘性能好，提供了更高的使用可靠性。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括隔圈和小盖；所述隔圈、所述小盖和所述内圈同轴设置；所述隔圈和所述小盖扣合后设置于所述内圈的内侧。该技术方案的技术效果在于：隔圈和小盖辅助轮毂与整个排线系统其他结构的固定连接。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述内圈、所述外圈、所述辐条、所述外盖、所述隔圈和/或所述小盖由铝合金制成。该技术方案的技术效果在于：铝合金材料的密度相对于其它金属材料密度较低，可进一步减小导轮的转动惯量和质量，提高导轮的控制灵活性。

本发明还提供一种设置有上述线切割导轮的多线切割机排线系统。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供的线切割导轮，采用内圈、外圈和多个辐条的轮毂结构，减小了线切割导轮的整体质量和转动惯量，在运行中具有很小的端跳和径跳，降低了导轮断线的几率，提高了设备的控制灵活性和切割效率。

2、本发明提供的线切割导轮，采用内圈、外圈和多个辐条的轮毂结构，在提高了设备的控制灵活性的基础上，大大提高了金刚石线的线速度，从而促进了设备的改进和发展。

本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本发明的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的线切割导轮的主视图；

图2为本发明实施例一提供的线切割导轮的侧视图；

图3为图2中I处的局部放大图；

图4为本发明实施例二提供的线切割导轮的主视图；

图5为本发明实施例二提供的线切割导轮的侧视图。

附图标记：

1-内圈； 2-外圈； 3-辐条；

4-环形凹槽； 5-耐磨层； 6-环圈；

7-外盖； 8-隔圈； 9-小盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术说明：

在金刚石线多线切割设备中，排线系统是整台设备的核心技术之一，排线系统设计的合理性直接影响到金刚石线多线切割设备的运行稳定性，而导轮又是排线系统中最关键的部件之一，承担着金刚石线的传输工作。因此，导轮结构设计的合理性直接关系到多线切割机运行的稳定性，导轮的转动灵活性以及径向跳动对多线切割机的影响至关重要。

传统的导轮主要以金属材料实心的轮毂以及隔圈8、外盖7部件等构成。实践经验表明，这种传统的导轮由于转动惯量和质量都比较大，导致它的灵活性大幅度降低，且不易控制。由于导轮担负着多线切割机中金刚石线机传输和反向的变化，它的控制灵活与否，直接影响导轮在使用中是否容易造成断线。不仅如此，由于它存在质量大、转动惯量较大、控制不灵活等缺陷，设计人员很难提高金刚石线的线速度，极大地限制了设备的改进和发展，同时也降低了设备的切割效率。

针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本发明做进一步地解释说明：

根据导轮转动惯量和质量的计算公式：

m＝ρ·V＝πρh(R²-r²) (1)

式中m为质量；ρ为密度；V为体积；I为转动惯量；r为小径；R为大径。其中，轮毂占据了导轮大部分的重量，因此，本发明提供的线切割导轮与传动的导轮相比，主要的区分就是轮毂的设计不同。本发明提供的线切割导轮的轮毂主要由内圈1、外圈2和多个辐条3组合而成。

由于根据公式可知，外圈2材料对转动惯量的利用率较大，内圈1材料对转动惯量的利用率较小，辐条3主要起到防止发生变形和满足强度要求的作用。因此，在设计时应尽量减小外圈2尺寸，同时也可改变辐条3厚度来调节导轮的强度。当然，根据不同的运行环境，也可以增加辐条3的个数来满足其强度条件和防止其发生变形。本发明中，利用三个辐条3来进行说明。

实施例一：

本实施例提供了一种线切割导轮，其中：图1为本发明实施例一提供的线切割导轮的主视图；图2为本发明实施例一提供的线切割导轮的侧视图；图3为图2中I处的局部放大图。如图1～3所示，线切割导轮包括内圈1、外圈2和多个辐条3。具体地，多个辐条3沿内圈1的径向设置，分别连接内圈1的外缘和外圈2的内缘。其中，外圈2的外缘设置环形凹槽4，环形凹槽4沿外圈2的周向延伸。

如图2、3所示，进一步地，环形凹槽4的横断面呈V字型。

如图3所示，进一步地，环形凹槽4的槽腔内敷设耐磨层5。

如图3所示，进一步地，耐磨层5由聚氨酯材料制成。

在上述实施例一中，1、横断面呈V字型的环形凹槽4利于金刚石线的定位，尤其在高速运行的切割设备中，速度越高金刚石线位于环形凹槽4的位置就越是精确。2、耐磨层5减少了金刚石线与环形凹槽4的直接接触和摩擦，避免金刚石线受损或者环形凹槽4的槽腔变形。3、聚氨酯材料密度小、机械强度高、氧化稳定性好，在不增加导轮的质量和转动惯量的前提下，增加了环形凹槽4的耐磨性能。同时，聚氨酯材料绝缘性能好，提供了更高的使用可靠性。

本发明提供的线切割导轮，能够较好地解决现有技术中的金刚石线多线切割设备存在的导轮轮毂质量大、转动惯量大、难以灵活控制导致的断线频发、切割效率低下、限制了设备的改进和发展等问题：首先，线切割导轮采用内圈1、外圈2和多个辐条3的轮毂结构，减小了线切割导轮的整体质量和转动惯量，在运行中具有很小的端跳和径跳，降低了导轮断线的几率，提高了设备的控制灵活性和切割效率。其次，线切割导轮采用内圈1、外圈2和多个辐条3的轮毂结构，在提高了设备的控制灵活性的基础上，大大提高了金刚石线的线速度，从而促进了设备的改进和发展。

需要说明的是，为了防止加工过程中发生变形，线切割导轮的内圈1、外圈2、以及辐条3的尺寸就显得尤为关键，只有合理的尺寸才能保证线切割导轮的加工精度，防止其在加工过程中产生较大变形，同时也能满足其强度要求。根据多次操作实验得知，外圈2的厚度在10～15毫米之间、内圈1厚度在10～12毫米之间、辐条3的厚度在15～20毫米之间为佳。

实施例二：

本实施例提供了一种线切割导轮，其中：图4为本发明实施例二提供的线切割导轮的主视图；图5为本发明实施例二提供的线切割导轮的侧视图。如图4、5所示，线切割导轮包括内圈1、外圈2和多个辐条3。具体地，多个辐条3沿内圈1的径向设置，分别连接内圈1的外缘和外圈2的内缘。其中，外圈2的外缘设置环形凹槽4，环形凹槽4沿外圈2的周向延伸。

如图4、5所示，进一步地，环形凹槽4包括环圈6，环圈6的内壁固定设置在外圈2的外缘，环圈6的外壁设置凹槽。

如图4、5所示，进一步地，还包括外盖7，外盖7和外圈2同轴设置；其中，外盖7和外圈2夹持固定环圈6。

进一步地，环圈6由聚氨酯材料制成。

如图4、5所示，进一步地，还包括隔圈8和小盖9；其中，隔圈8、小盖9和内圈1同轴设置；隔圈8和小盖9扣合后设置于内圈1的内侧。

在上述实施例二中，1、通过外盖7和外圈2夹持环圈6，实现环圈6的固定，同时实现环圈6的细微调节。2、同样地，聚氨酯材料密度小、机械强度高、氧化稳定性好，在不增加导轮的质量和转动惯量的前提下，增加了环形凹槽4的耐磨性能。同时，聚氨酯材料绝缘性能好，提供了更高的使用可靠性。3、隔圈8和小盖9辅助轮毂与整个排线系统其他结构的固定连接。

在上述实施例的基础上，如图1～5所示，进一步地，内圈1、外圈2、辐条3、外盖7、隔圈8和/或小盖9由铝合金制成。铝合金材料的密度相对于其它金属材料密度较低，可进一步减小导轮的转动惯量和质量，提高导轮的控制灵活性。

本发明还提供一种设置有上述线切割导轮的多线切割机排线系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种线切割导轮，其特征在于，包括内圈、外圈和多个辐条；多个所述辐条沿所述内圈的径向设置，分别连接所述内圈的外缘和所述外圈的内缘；

所述外圈的外缘设置环形凹槽，所述环形凹槽沿所述外圈的周向延伸。

2.根据权利要求1所述的线切割导轮，其特征在于，所述环形凹槽的横断面呈V字型。

3.根据权利要求1所述的线切割导轮，其特征在于，所述环形凹槽的槽腔内敷设耐磨层。

4.根据权利要求3所述的线切割导轮，其特征在于，所述耐磨层由聚氨酯材料制成。

5.根据权利要求1所述的线切割导轮，其特征在于，所述环形凹槽包括环圈，所述环圈的内壁固定设置在所述外圈的外缘，所述环圈的外壁设置凹槽。

6.根据权利要求5所述的线切割导轮，其特征在于，还包括外盖；所述外盖和所述外圈同轴设置；所述外盖和所述外圈夹持固定所述环圈。

7.根据权利要求5所述的线切割导轮，其特征在于，所述环圈由聚氨酯材料制成。

8.根据权利要求6所述的线切割导轮，其特征在于，还包括隔圈和小盖；所述隔圈、所述小盖和所述内圈同轴设置；所述隔圈和所述小盖扣合后设置于所述内圈的内侧。

9.根据权利要求8所述的线切割导轮，其特征在于，所述内圈、所述外圈、所述辐条、所述外盖、所述隔圈和/或所述小盖由铝合金制成。

10.一种多线切割机排线系统，其特征在于，设置有如权利要求1～9任一项所述的线切割导轮。