CN109877408B - 应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，包括：底板；衔接板，与底板拼接并与底板共同形成底平面；连接板，设置在底板与衔接板的下表面，用于固定底板与衔接板；Z字铁，一端通过螺栓与底板固定连接，另一端通过紧定螺钉与连接板固定连接；以及导向柱，通过沉头螺栓设置在底平面的四个顶角处，其中，底板与衔接板的连接处部分均设为阶梯状来进行拼接，底板上还设有漏水槽，该漏水槽中穿过有电极丝，衔接板上还设置有用于覆盖漏水槽的限流板，衔接板与连接板通过两个螺栓螺母连接件进行紧固连接。
Description
技术领域
本发明属于机床加工领域，具体涉及一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置。
背景技术
慢走丝电火花线切割加工是利用连续移动的细金属导线作为工具电极，通过脉冲放电产生的高温来蚀除金属，从而切割成形。慢走丝电火花线切割作为特种加工技术之一，其切削加工时无宏观切削力的特点，能加工任何强度、硬度及刚度的导电材料且加工精度高、加工质量好。因此，电火花线切割加工技术在航空工业、模具、医疗器械等方面有着广泛的应用。
电火花线切割加工是由热力、电磁力、流体动力、电化学及胶体化学综合作用的结果，根据加工时序可将慢走丝线切割加工单脉冲放电过程分为放电通道的形成，放电通道的扩展，放电能量的转换与传递，电极材料的抛出和极间介质消电离五个阶段。而其放电通道的的形成和变化过程直接影响材料的蚀除以及放电凹坑的形貌等加工特性，所以研究放电通道，对于更好地分析及了解放电微观过程和电火花加工机理具有重要的意义。由于火花放电过程是在极短的放电时间内发生在极小的放电间隙里，以往的研究人员只能通过分析放电结果以及大量实验数据，从而推导出各种放电体通道半径的经验公式，以及根据仿真结果推算放电通道的形位变化等。近年来随着高速摄影技术的发展以及应用，对放电通过的研究渐渐有了更直观的体现。但现有的观测电火花放电通道的手段及装置都是基于成形电极(电火花加工)而设计的，为了便于观测，并且基本都是利用材料属性为透明的电极。虽然慢走丝电火花线切割加工和电火花加工都是利用脉冲放电的形式进行蚀除材料，但两者的机理还是有区别的。
在进行电火花线切割放电通道拍摄时，对于冲水式慢走丝电火花线切割加工的机床，如图1所示，由于高压去离子水从喷嘴喷出，直接冲到工件和电极丝，导致水花四溅，因此在实际加工时，需要用布遮挡防止高压水四溅,这样加工区域被遮挡，不利于拍摄，并且高压去离子水经过加工区域，会导致火花拍摄受到水流干扰，使得拍摄不清楚。因此设计一种装置能保证电火花线切割放电通道的正常拍摄，对其放电通道的机理研究以及工艺的改善具有极为重要的意义。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置。
本发明提供了一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，具有这样的特征，包括：底板；衔接板，与底板拼接并与底板共同形成底平面；连接板，设置在底板与衔接板的下表面，用于固定底板与衔接板；Z字铁，一端通过螺栓与底板固定连接，另一端通过紧定螺钉与连接板固定连接；以及导向柱，通过沉头螺栓设置在底平面的四个顶角处，其中，底板与衔接板的连接处部分均设为阶梯状来进行拼接，底板上还设有漏水槽，该漏水槽中穿过有电极丝，衔接板上还设置有用于覆盖漏水槽的限流板，衔接板与连接板通过两个螺栓螺母连接件进行紧固连接。
在本发明提供的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置中，还可以具有这样的特征：其中，导向柱的数量为四个。
在本发明提供的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置中，还可以具有这样的特征：其中，导向柱的两个内侧面上均设置有侧边槽位，底平面的四个侧边还设置有底槽位，底槽位与侧边槽位相互配合，用于嵌入黑色短亚克力板、透明长亚克力板与透明短亚克力板，从而形成一个长方形容器。
在本发明提供的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置中，还可以具有这样的特征：其中，限流板的中间为U型槽结构，限流板通过松紧螺钉固定在衔接板上，限流板通过松动松紧螺钉后进行移动来调整对于漏水槽的覆盖量。
在本发明提供的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置中，还可以具有这样的特征：其中，底板上还设置有夹具来夹紧加工工件，夹具通过螺栓固定在底板上。
在本发明提供的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置中，还可以具有这样的特征：其中，电极丝的工作电路还外接有电流传感器、示波器以及高速摄像机，电极丝开始通电工作时，电流传感器捕捉到放电电流并触发示波器，示波器向高速摄像机发送脉冲触发信号，从而启动高速摄像机拍摄放电瞬时照片，来完成对放电通道的拍摄。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，因为设计出的装置直接在进行慢走丝电火花线切割工艺时就能进行放电通道拍摄，所以，能够保证慢走丝电火花线切割放电通道拍摄正常高效的进行；因为装置中的底板与衔接板设置为拼接结构，所以，能够在发生电极丝断丝时进行快速拆卸，并且通过人工进行快速有效的穿丝，有效的保证了慢走丝电火花线切割工艺的高效进行；因为装置中通过利用黑色短亚克力板、透明长亚克力板与透明短亚克力板来形成长方形容器，并在该长方形容器进行工艺加工，使得加工过程从普通的冲水式变为浸没式加工，所以，避免了拍摄受冲水干扰的问题，能够更加清晰的对放电通道进行拍摄；因为利用了电流传感器与示波器对电流信号进行检测，并在检测到放电时通过快速的脉冲触发信号来启动高速摄像机进行拍摄，所以，能够在放电通道形成的瞬间完成实时拍摄。因此，本发明的一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置能够在进行慢走丝电火花线切割工艺时完成对放电通道实时、清晰的拍摄。
附图说明
图1是本发明的背景技术中的冲水式慢走丝电火花线切割加工原理图；
图2是本发明的实施例中抽离亚克力板后的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置的整体结构示意图；
图3是本发明的实施例中应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置的底部示意图；
图4是图3的A-A剖面图；
图5是图3的B-B剖面图；
图6是本发明的实施例中工件夹紧方式示意图；
图7是本发明的实施例中慢走丝电火花线切割放电通道拍摄的电路原理图；
图8是本发明的实施例中慢走丝电火花线切割加工电压与电流的波形图；
图9是本发明的实施例中对于限流板的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图2是本发明的实施例中抽离亚克力板后的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置的整体结构示意图，图3是本发明的实施例中应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置的底部示意图，图4是图3的A-A剖面图，图5是图3的B-B剖面图。
如图2、图3、图4以及图5所示，本实施例的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置100，包括底板、衔接板、连接板、Z字铁、导向柱、夹具、限流板。
图6是本发明的实施例中工件夹紧方式示意图。
如图6所示，底板1上还设置有夹具2来夹紧加工工件3，夹具2通过螺栓固定在底板1上。
衔接板4，与底板1拼接并与底板共同形成底平面，并且底板1与衔接板4拼接后能够完成快速的分离。
连接板5，设置在底板1与衔接板4的下表面，用于固定底板1与衔接板4。
衔接板4与连接板5通过两个螺栓螺母连接件进行紧固连接。
Z字铁6，一端通过螺栓与底板1固定连接，另一端通过紧定螺钉与连接板5固定连接。
导向柱7，通过沉头螺栓设置在底平面的四个顶角处。
导向柱7的数量为四个。
导向柱7的两个内侧面上均设置有侧边槽位，底平面的四个侧边还设置有底槽位，底槽位与侧边槽位相互配合，用于嵌入黑色短亚克力板8、透明长亚克力板9与透明短亚克力板10，从而形成一个长方形容器，该长方形容器用于注入工业液来实现沉浸式加工。
使用透明长亚克力板9与透明短亚克力板10的目的在于方便观察放电通道以及便于放电通道的拍摄，使用黑色短亚克力板8的目的在于增加对比度，使拍摄出的照片更容易从中分辨出放电通道。
底板1与衔接板4的连接处部分均设为阶梯状来进行拼接，该阶梯状的拼接不仅能保证拼接的稳定性，也可减少拼接处的漏水量。
底板1上还设有漏水槽，该漏水槽中穿过有电极丝11。
图7是本发明的实施例中慢走丝电火花线切割放电通道拍摄的电路原理图。
如图7所示，电极丝11的工作电路还外接有电流传感器、示波器以及高速摄像机，电极丝11开始通电工作时，电流传感器捕捉到放电电流并触发示波器，示波器向高速摄像机发送脉冲触发信号，从而启动高速摄像机拍摄放电瞬时照片并对照片进行储存，来完成对放电通道的拍摄。
图8是本发明的实施例中慢走丝电火花线切割加工电压与电流的波形图。
如图8所示，放电通道形成时，即进行放电时，电流波形存在明显的跳变，因此能够通过示波器对电流信号进行检测，并在检测到放电后通过示波器的AUX OUT端口向高速摄像机发送脉冲触发信号，从而启动高速摄像机拍摄放电瞬时照片。
衔接板4上还设置有用于覆盖漏水槽的限流板12。
图9是本发明的实施例中对于限流板的俯视图。
如图9所示，限流板12的中间为U型槽结构，限流板12通过松紧螺钉13固定在衔接板4上，限流板12通过松动松紧螺钉13后进行移动来调整对于漏水槽的覆盖量。
限流板12能够根据工件3的实际长度和喷嘴的流量以及漏水量，调整其盖住底板1的漏水槽的量来粗略地改变出水量，从而达到总的进水量和出水量的动态平衡。
底板1固定在机床的工作台14上。
本实施例的一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置的安装与使用方法，过程如下：
首先将Z字铁6与底板1进行固定，然后把底板1固定在机床的工作台14上，接着操作机床控制电极丝11到底板1的漏水槽中，再将连接板5和衔接板4通过螺栓进行固定，随后将衔接板4和底板1进行拼接，并用通过紧定螺钉固定Z字铁6与连接板5，从而再次固定连接板5来防止底板1与衔接板4的连接松动，接下来将四个导向柱7固定在底平面的四个顶角处，将各亚克力板插入相应导向柱7的槽中，最后利用夹具2将工件3夹紧固定在底板1上，调整工件3到最佳位置，随后将电极丝11的工作电路外接上电流传感器、示波器以及高速摄像机，并用三脚架对高速摄像机进行固定，并调整到拍摄位置，调整完成后，打开机床喷嘴开关，待整个长方形容器注满工作液后，即可开始进行慢走丝电火花线切割。
若加工过程中存在断丝，则可抽离各亚克力板，然后将底板1和衔接板4分离，随后将电极丝11退离到合适位置，以便人工穿丝，穿好丝后，控制电极丝11再移动到底板1的漏水槽中，并拼装好各部件，从而继续进行慢走丝电火花线切割。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，因为设计出的装置直接在进行慢走丝电火花线切割工艺时就能进行放电通道拍摄，所以，能够保证慢走丝电火花线切割放电通道拍摄正常高效的进行；因为装置中的底板与衔接板设置为拼接结构，所以，能够在发生电极丝断丝时进行快速拆卸，并且通过人工进行快速有效的穿丝，有效的保证了慢走丝电火花线切割工艺的高效进行；因为装置中通过利用黑色短亚克力板、透明长亚克力板与透明短亚克力板来形成长方形容器，并在该长方形容器进行工艺加工，使得加工过程从普通的冲水式变为浸没式加工，所以，避免了拍摄受冲水干扰的问题，能够更加清晰的对放电通道进行拍摄；因为利用了电流传感器与示波器对电流信号进行检测，并在检测到放电时通过快速的脉冲触发信号来启动高速摄像机进行拍摄，所以，能够在放电通道形成的瞬间完成实时拍摄。因此，本实施例的一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置能够在进行慢走丝电火花线切割工艺时完成对放电通道实时、清晰的拍摄。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，其特征在于，包括：
底板；
衔接板，与所述底板拼接并与所述底板共同形成底平面；
连接板，设置在所述底板与所述衔接板的下表面，用于固定所述底板与所述衔接板；
Z字铁，一端通过螺栓与所述底板固定连接，另一端通过紧定螺钉与所述连接板固定连接；以及
导向柱，通过沉头螺栓设置在所述底平面的四个顶角处，
其中，所述底板与所述衔接板的连接处部分均设为阶梯状来进行拼接，
所述底板上还设有漏水槽，该漏水槽中穿过有电极丝，
所述衔接板上还设置有用于覆盖所述漏水槽的限流板，
所述衔接板与所述连接板通过两个螺栓螺母连接件进行紧固连接。
2.根据权利要求1所述的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，其特征在于：
其中，所述导向柱的数量为四个。
3.根据权利要求1所述的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，其特征在于：
其中，所述导向柱的两个内侧面上均设置有侧边槽位，所述底平面的四个侧边还设置有底槽位，
所述底槽位与所述侧边槽位相互配合，用于嵌入黑色短亚克力板、透明长亚克力板与透明短亚克力板，从而形成一个长方形容器。
4.根据权利要求1所述的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，其特征在于：
其中，所述限流板的中间为U型槽结构，
所述限流板通过松紧螺钉固定在所述衔接板上，
所述限流板通过松动所述松紧螺钉后进行移动来调整对于所述漏水槽的覆盖量。
5.根据权利要求1所述的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，其特征在于：
其中，所述底板上还设置有夹具来夹紧加工工件，
所述夹具通过螺栓固定在所述底板上。
6.根据权利要求1所述的应用于拍摄慢走丝电火花线切割放电通道的装置，其特征在于：
其中，所述电极丝的工作电路还外接有电流传感器、示波器以及高速摄像机，
所述电极丝开始通电工作时，所述电流传感器捕捉到放电电流并触发所述示波器，所述示波器向所述高速摄像机发送脉冲触发信号，从而启动高速摄像机拍摄放电瞬时照片，来完成对放电通道的拍摄。
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