CN110899875A - 一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，涉及电火花线切割技术领域，包括龙门架，龙门架与待加工工件的顶面可拆卸连接，龙门架顶面设有竖直导向组件，竖直导向组件内部设有竖直运动机构，且竖直运动机构的下端贯穿竖直导向组件的下端和龙门架的顶端与水平导向组件的顶面固定连接，水平导向组件的下端面设有水平运动机构，水平运动机构固定连接设有线切割电弓组件，本发明解决了现有技术中设备加工能力受限于设备工作台的大小的问题；本发明便于拆卸、携带以及现场安装，并可安装于数控铣床、加工中心等动力头位置，成为其刀具库的一部分，可将电极丝整体伸入待加工工件内部，用于但不限于腔形结构的加工。

Description

一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备

技术领域

本发明涉及电火花线切割技术领域，具体为一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备。

背景技术

电火花线切割机，属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法；电火花加工采用金属丝导线作为工具电极切割工件，利用工件与工具电极之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。

现有技术的电火花线切割机存在以下不足之处：

1、在运用现有电火花线切割设备进行加工作业时，只能将工件放置于设备工作台上，利用工作台的运动带动工件与电极丝相对运动，从而完成设定的切割工作，设备的加工能力受限于设备工作台的大小。

2、某些工件在加工腔形结构时需要将电极丝整体伸入工件内部进行加工，现有电火花线切割设备运丝、走丝结构复杂庞大，无法进行此类操作。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，用于对待加工工件8进行切割加工，包括龙门架1，所述龙门架1为开口向下竖直设置的U形架，且所述龙门架1开口侧的两端均与所述待加工工件8的顶面可拆卸连接，所述龙门架1的顶面中心竖直设有竖直导向组件2，所述竖直导向组件2的一侧上部设有电源与控制模块3，所述竖直导向组件2内部设有沿所述竖直导向组件2内部竖直方向移动的竖直运动机构4，且所述竖直运动机构4的下端贯穿所述竖直导向组件2的下端和所述龙门架1的顶端，且所述竖直运动机构4的下端设有与之垂直设置的水平导向组件5，所述水平导向组件5的下端面设有沿所述水平导向组件5水平方向移动的水平运动机构7，所述水平运动机构7固定连接设有线切割电弓组件6。

在优选的实施方案中，所述竖直导向组件2包括与所述龙门架1顶面中心固定连接的导向壳体201，所述导向壳体201的上端面设有第一电机202，所述第一电机202的输出端贯穿所述导向壳体201的上端面，且所述第一电机202的输出端驱动连接有竖向丝杠203，所述竖直运动机构4设有与所述竖向丝杠203螺纹连接的第一丝母402，所述导向壳体201的侧壁上均固定设有支撑件204，所述支撑件204内部设有导向滑轮205，所述导向滑轮205的轮毂贯穿所述导向壳体201的侧壁与所述竖直运动机构4滑动连接用于起导向作用。

在优选的实施方案中，所述竖直运动机构4包括沿所述导向壳体201内部竖直方向移动的壳体401，所述壳体401的下端贯穿所述导向壳体201的下端和所述龙门架1的顶端与所述水平导向组件5的上端面固定连接，用于带动所述水平导向组件5在竖直方向移动，所述壳体401的上端面中心镶嵌设有与所述竖向丝杠203螺纹连接的所述第一丝母402。

在优选的实施方案中，所述水平导向组件5包括与所述壳体401下端固定连接的横向导板501，所述横向导板501下端面设有与所述横向导板501平行设置的横向丝杠502，所述横向丝杠502的一端驱动连接有带动所述横向丝杠502旋转的第二电机503，所述横向丝杠502上设有与之螺纹连接的第二丝母504，所述第二丝母504下部与所述水平运动机构7固定连接。

在优选的实施方案中，所述水平运动机构7包括与所述第二丝母503下部固定连接的基板701、与所述基板701下部固定连接的安装板702，所述安装板702的下端面设有与所述横向丝杠502平行的横向滑轨703，所述横向滑轨703上设有与之对应的直线导轨704，所述直线导轨704底部固定连接设有滑动底板705，所述滑动底板705的下端面设有第三电机706以及与所述第三电机706的输出端固定连接的储丝筒707，所述基板701与所述线切割电弓组件6固定连接。

在优选的实施方案中，所述第三电机706与所述储丝筒707之间设有第一带轮708，所述滑动底板705上端面设有第二带轮709，所述第一带轮708与所述第二带轮709通过设置传送带710连接，所述第二带轮709的中心键连接设有与所述横向丝杠502平行的第二横向丝杠711，所述第二横向丝杠711螺纹连接设有第三丝母712，所述第三丝母712与所述安装板702固定连接。

在优选的实施方案中，所述线切割电弓组件6包括U形支架601、电极丝602，所述U形支架601的开口侧竖直向下设置，且所述U形支架601的顶端与所述基板701固定连接，所述U形支架601的开口侧的其中一端设有第二换向轮604，另一端设有第三换向轮605，所述U形支架601设有所述第二换向轮604一侧设有第一换向轮603，所述U形支架601设有所述第三换向轮605一侧设有第四换向轮606，所述电极丝602自储丝筒707开始依次绕过所述第一换向轮603、第二换向轮604、第三换向轮605、第四换向轮606的外圈回到所述储丝筒707。

在优选的实施方案中，所述第二换向轮604的中心设有与所述电极丝602连接的第一负极导电块607，所述第三换向轮605的中心设有与所述电极丝602连接的第二负极导电块608。

在优选的实施方案中，所述待加工工件8的顶面设有分别与所述第一负极导电块607、第二负极导电块608对应的工作槽801，两个所述工作槽801均与所述横向丝杠502平行设置。

在优选的实施方案中，所述电源与控制模块3包括电源、脉冲电源、微控制器，所述电源、脉冲电源、第一电机202、第二电机503、第三电机706均与所述微控制器连接，所述脉冲电源的负极分别与所述第一负极导电块607、第二负极导电块608电性连接，所述脉冲电源的正极与所述待加工工件8电性连接。

本发明的有益效果为：

本发明利用竖直运动机构带动水平导向组件以及安装在水平导向组件上的水平运动机构在竖直方向上下运动，水平运动机构带动线切割电弓组件沿水平导向组件水平方向运动，进而使线切割电弓组件可在竖直和水平方向运动进行切割工作，解决了现有技术中，需要利用工作台的运动带动工件与电极丝相对运动，从而造成的设备加工能力受限于设备工作台的大小的问题；

本发明便于拆卸、携带以及现场安装，并可安装于数控铣床、加工中心等动力头位置，成为其刀具库的一部分，并通过将传统电火花线切割设备的运丝结构设计成线切割电弓组件的结构形式，从而达到可将电极丝整体伸入待加工工件内部的目的，用于但不限于腔形结构的加工。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的立体图；

图2是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的正视图；

图3是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的右视图；

图4是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的A-A截面图；

图5是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的局部放大图A；

图6是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的局部放大图B；

图7是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的局部放大图C；

图8是本发明实施例所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备的线切割电弓组件6的结构示意图。

图中：

1、龙门架；2、竖直导向组件；201、导向壳体；202、第一电机；203、竖向丝杠；204、支撑件；205、导向滑轮；3、电源与控制模块；4、竖直运动机构；401、壳体；402、第一丝母；5、水平导向组件；501、横向导板；502、横向丝杠；503、第二电机；504、第二丝母；6、线切割电弓组件；601、U形支架；602、电极丝；603、第一换向轮；604、第二换向轮；605、第三换向轮；606、第四换向轮；607、第一负极导电块；608、第二负极导电块；7、水平运动机构；701、基板；702、安装板；703、横向滑轨；704、直线导轨；705、滑动底板；706、第三电机；707、储丝筒；708、第一带轮；709、第二带轮；710、传送带；711、第二横向丝杠；712、第三丝母；8、待加工工件；801、工作槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-8所示，本发明实施例的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，用于对待加工工件8进行切割加工，包括龙门架1，龙门架1为开口向下竖直设置的U形架，且龙门架1开口侧的两端均与待加工工件8的顶面可拆卸连接，可拆卸连接方式可以选择螺纹连接方式，龙门架1的顶面中心竖直设有竖直导向组件2，竖直导向组件2的一侧上部设有电源与控制模块3，竖直导向组件2内部设有沿竖直导向组件2内部竖直方向移动的竖直运动机构4，且竖直运动机构4的下端贯穿竖直导向组件2的下端和龙门架1的顶端，且竖直运动机构4的下端设有与之垂直设置的水平导向组件5，水平导向组件5的下端面设有沿水平导向组件5水平方向移动的水平运动机构7，水平运动机构7固定连接设有线切割电弓组件6；

本发明实施例中，将龙门架1安装在待加工工件8上，竖直运动机构4可沿竖直导向组件2的内部上下运动，同时带动水平导向组件5竖直方向上下运动，水平运动机构7带动线切割电弓组件6沿水平导向组件5水平方向运动，此种方式解决了现有技术中，需要利用工作台的运动带动工件与电极丝相对运动，从而造成的设备加工能力受限于设备工作台的大小的问题；同时本发明便于拆卸、携带以及现场安装，可将本发明安装于数控铣床、加工中心等动力头位置，成为其刀具库的一部分。

具体的实施例中，竖直导向组件2包括与龙门架1顶面中心固定连接的导向壳体201，导向壳体201的上端面设有第一电机202，第一电机202的输出端贯穿导向壳体201的上端面，且第一电机202的输出端驱动连接有竖向丝杠203，竖直运动机构4设有与竖向丝杠203螺纹连接的第一丝母402，导向壳体201的侧壁上均固定设有支撑件204，支撑件204内部设有导向滑轮205，导向滑轮205的轮毂贯穿导向壳体201的侧壁与竖直运动机构4滑动连接用于起导向作用；

竖直运动机构4包括沿导向壳体201内部竖直方向移动的壳体401，壳体401的下端贯穿导向壳体201的下端和龙门架1的顶端与水平导向组件5的上端面固定连接，用于带动水平导向组件5在竖直方向移动，壳体401的上端面中心镶嵌设有与竖向丝杠203螺纹连接的第一丝母402；

本发明实施例中，第一电机202带动竖向丝杠203旋转，进而与竖向丝杠203螺纹连接的第一丝母402带动竖直运动机构4在竖直方向上下运动，进而带动水平导向组件5在竖直方向上下运动；安装在支撑件204内的导向滑轮205，用于起导向作用，使壳体401不会跟随竖向丝杠203旋转，而是保证壳体401在竖直方向运动，同时在壳体401上下移动过程中，减小摩擦阻力；支撑件204为固定设置在导向壳体201侧壁上的支撑壳体，可选择螺栓连接在导向壳体201上的固定连接方式，其内部设置与导向壳体201平行的支撑轴(图中未示出)，支撑轴上套接导向滑轮205，导向滑轮205的轮毂贯穿导向壳体201的侧壁，同时导向壳体201上设有供导向滑轮205的轮毂贯穿的通孔(图中未示出)。

具体的实施例中，水平导向组件5包括与壳体401下端固定连接的横向导板501，横向导板501下端面设有与横向导板501平行设置的横向丝杠502，横向丝杠502的一端驱动连接有带动横向丝杠502旋转的第二电机503，横向丝杠502上设有与之螺纹连接的第二丝母504，第二丝母504下部与水平运动机构7固定连接；

本发明实施例中，第二电机503带动横向丝杠502旋转，进而与横向丝杠502螺纹连接的第二丝母504带动水平运动机构7沿横向丝杠在水平方向运动。

具体的实施例中，水平运动机构7包括与第二丝母503下部固定连接的基板701、与基板701下部固定连接的安装板702，安装板702的下端面设有与横向丝杠502平行的横向滑轨703，横向滑轨703上设有与之对应的直线导轨704，直线导轨704底部固定连接设有滑动底板705，滑动底板705的下端面设有第三电机706以及与第三电机706的输出端固定连接的储丝筒707，基板701与线切割电弓组件6固定连接；

第三电机706与储丝筒707之间设有第一带轮708，滑动底板705上端面设有第二带轮709，第一带轮708与第二带轮709通过设置传送带710连接，第二带轮709的中心键连接设有与横向丝杠502平行的第二横向丝杠711，第二横向丝杠711螺纹连接设有第三丝母712，第三丝母712与安装板702固定连接；

本发明实施例中，第三电机706带动储丝筒707和第一带轮708一起旋转，储丝筒707用于将电极丝卷起和放出，第一带轮708通过传送带710带动第二带轮709同步旋转，第二带轮709带动与之键连接的第二横向丝杠711旋转，因第三丝母712固定在安装板上，因此第二横向丝杠711在旋转的同时，相对第三丝母712横向水平移动，因滑动底板705与安装板702滑动连接，所以第二横向丝杠711带动滑动底板705相对安装板702一起横向水平移动。

具体的实施例中，线切割电弓组件6包括U形支架601、电极丝602，U形支架601的开口侧竖直向下设置，且U形支架601的顶端与基板701固定连接，U形支架601的开口侧的其中一端设有第二换向轮604，另一端设有第三换向轮605，U形支架601设有第二换向轮604一侧设有第一换向轮603，U形支架601设有第三换向轮605一侧设有第四换向轮606，电极丝602自储丝筒707开始依次绕过第一换向轮603、第二换向轮604、第三换向轮605、第四换向轮606的外圈回到储丝筒707；

本发明实施例中，储丝筒707在第三电机706带动下旋转，将电极丝602放出以及卷起，同时，因第三电机706同步带动第一带轮708旋转，进而在储丝筒707旋转放丝以及收丝的过程中，滑动底板705相对安装板702水平移动，进而安装在滑动底板705下端的储丝筒707在旋转的同时会轴向运动，使得电极丝602在收放时会相互错开，避免缠绕。

具体的实施例中，第二换向轮604的中心设有与电极丝602连接的第一负极导电块607，第三换向轮605的中心设有与电极丝602连接的第二负极导电块608，第一负极导电块607与第二负极导电块608之间的电极丝为工作端，用于工件的切割加工。

具体的实施例中，待加工工件8的顶面设有分别与第一负极导电块607、第二负极导电块608对应的工作槽801，两个工作槽801均与横向丝杠502平行设置；

本发明实施例中，工作槽801可根据待加工工件8的实际形状选择是否加工，在本发明实施例中，仅作为说明，用于更好的理解，而非对其限制；待加工工件8在进行加工时，第一负极导电块607和第二负极导电块608分别伸入对应的工作槽801内，第一负极导电块607与第二负极导电块608之间的电极丝对工件进行切割加工，用于但不限于腔形加工。

具体的实施例中，电源与控制模块3包括电源、脉冲电源、微控制器，电源、脉冲电源、第一电机202、第二电机503、第三电机706均与微控制器连接，脉冲电源的负极分别与第一负极导电块607、第二负极导电块608电性连接，脉冲电源的正极与所述待加工工件8电性连接；

本发明实施例中，微控制器(图中未示出)为现有技术，通过控制第一电机202、第二电机503、第三电机706的运转顺序进而控制切割加工工序，电源(图中未示出)用于为微控制器、第一电机202、第二电机503、第三电机706提供电量，第一电机202、第二电机503、第三电机706均为步进电机；脉冲电源(图中未示出)用于为电极丝602与待加工工件8之间放电提供电量，工作时，脉冲电源加在电极丝602与待加工工件8之间的电压击穿两者之间的极间间隙时，两者之间随即产生火花放电而蚀除工件。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，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)

1.一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，用于对待加工工件(8)进行切割加工，其特征在于：包括龙门架(1)，所述龙门架(1)为开口向下竖直设置的U形架，且所述龙门架(1)开口侧的两端均与所述待加工工件(8)的顶面可拆卸连接，所述龙门架(1)的顶面中心竖直设有竖直导向组件(2)，所述竖直导向组件(2)的一侧上部设有电源与控制模块(3)，所述竖直导向组件(2)内部设有沿所述竖直导向组件(2)内部竖直方向移动的竖直运动机构(4)，且所述竖直运动机构(4)的下端贯穿所述竖直导向组件(2)的下端和所述龙门架(1)的顶端，且所述竖直运动机构(4)的下端设有与之垂直设置的水平导向组件(5)，所述水平导向组件(5)的下端面设有沿所述水平导向组件(5)水平方向移动的水平运动机构(7)，所述水平运动机构(7)固定连接设有线切割电弓组件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述竖直导向组件(2)包括与所述龙门架(1)顶面中心固定连接的导向壳体(201)，所述导向壳体(201)的上端面设有第一电机(202)，所述第一电机(202)的输出端贯穿所述导向壳体(201)的上端面，且所述第一电机(202)的输出端驱动连接有竖向丝杠(203)，所述竖直运动机构(4)设有与所述竖向丝杠(203)螺纹连接的第一丝母(402)，所述导向壳体(201)的侧壁上均固定设有支撑件(204)，所述支撑件(204)内部设有导向滑轮(205)，所述导向滑轮(205)的轮毂贯穿所述导向壳体(201)的侧壁与所述竖直运动机构(4)滑动连接用于起导向作用。

3.根据权利要求2所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述竖直运动机构(4)包括沿所述导向壳体(201)内部竖直方向移动的壳体(401)，所述壳体(401)的下端贯穿所述导向壳体(201)的下端和所述龙门架(1)的顶端与所述水平导向组件(5)的上端面固定连接，用于带动所述水平导向组件(5)在竖直方向移动，所述壳体(401)的上端面中心镶嵌设有与所述竖向丝杠(203)螺纹连接的所述第一丝母(402)。

4.根据权利要求3所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述水平导向组件(5)包括与所述壳体(401)下端固定连接的横向导板(501)，所述横向导板(501)下端面设有与所述横向导板(501)平行设置的横向丝杠(502)，所述横向丝杠(502)的一端驱动连接有带动所述横向丝杠(502)旋转的第二电机(503)，所述横向丝杠(502)上设有与之螺纹连接的第二丝母(504)，所述第二丝母(504)下部与所述水平运动机构(7)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述水平运动机构(7)包括与所述第二丝母(503)下部固定连接的基板(701)、与所述基板(701)下部固定连接的安装板(702)，所述安装板(702)的下端面设有与所述横向丝杠(502)平行的横向滑轨(703)，所述横向滑轨(703)上设有与之对应的直线导轨(704)，所述直线导轨(704)底部固定连接设有滑动底板(705)，所述滑动底板(705)的下端面设有第三电机(706)以及与所述第三电机(706)的输出端固定连接的储丝筒(707)，所述基板(701)与所述线切割电弓组件(6)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述第三电机(706)与所述储丝筒(707)之间设有第一带轮(708)，所述滑动底板(705)上端面设有第二带轮(709)，所述第一带轮(708)与所述第二带轮(709)通过设置传送带(710)连接，所述第二带轮(709)的中心键连接设有与所述横向丝杠(502)平行的第二横向丝杠(711)，所述第二横向丝杠(711)螺纹连接设有第三丝母(712)，所述第三丝母(712)与所述安装板(702)固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述线切割电弓组件(6)包括U形支架(601)、电极丝(602)，所述U形支架(601)的开口侧竖直向下设置，且所述U形支架(601)的顶端与所述基板(701)固定连接，所述U形支架(601)的开口侧的其中一端设有第二换向轮(604)，另一端设有第三换向轮(605)，所述U形支架(601)设有所述第二换向轮(604)一侧设有第一换向轮(603)，所述U形支架(601)设有所述第三换向轮(605)一侧设有第四换向轮(606)，所述电极丝(602)自储丝筒(707)开始依次绕过所述第一换向轮(603)、第二换向轮(604)、第三换向轮(605)、第四换向轮(606)的外圈回到所述储丝筒(707)。

8.根据权利要求7所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述第二换向轮(604)的中心设有与所述电极丝(602)连接的第一负极导电块(607)，所述第三换向轮(605)的中心设有与所述电极丝(602)连接的第二负极导电块(608)。

9.根据权利要求8所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述待加工工件(8)的顶面设有分别与所述第一负极导电块(607)、第二负极导电块(608)对应的工作槽(801)，两个所述工作槽(801)均与所述横向丝杠(502)平行设置。

10.根据权利要求8所述的一种电极丝可整体伸入待加工工件的电火花线切割设备，其特征在于：所述电源与控制模块(3)包括电源、脉冲电源、微控制器，所述电源、脉冲电源、第一电机(202)、第二电机(503)、第三电机(706)均与所述微控制器连接，所述脉冲电源的负极分别与所述第一负极导电块(607)、第二负极导电块(608)电性连接，所述脉冲电源的正极与所述待加工工件(8)电性连接。

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