CN111761150B - 一种电火花切割机床的工作台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电火花切割机床的工作台，包括台体和顺次连接的工作液槽、过滤箱组、回液箱和工具电极，过滤箱组包括粗屑滤箱和细屑滤箱，粗屑滤箱的中部设置有过滤筛网，细屑滤箱的细屑吸附组件包括若干上下贯通的防护筒，细屑滤箱中还设置有可升降的刮料板，防护筒的内部包裹有线圈，防护筒的内部套装有铁芯，铁芯上端的细屑滤箱的顶盖上设置有磁铁，通过改变线圈中电流的方向，使铁芯上端与磁铁之间相互吸附或排斥，细屑滤箱的下方设置有气缸，气缸的内部设置有气塞，若干铁芯的下端与气塞连接，气缸连接有第一气管和第二气管，第一气管与粗屑滤箱的顶部连通，第二气管与粗屑滤箱的底部连通，本发明可提高切割工作液的循环利用效率。

Description

一种电火花切割机床的工作台
技术领域
本发明涉及工作台装置技术领域，具体涉及一种电火花切割机床的工作台。
背景技术
电火花加工机床是利用电火花加工原理加工导电材料的特种加工机床。又称电蚀加工机床。电火花加工机床主要用于加工各种高硬度的材料(如硬质合金和淬火钢等)和复杂形状的模具、零件，以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具(如钻头和丝锥)等。它的机床本体包括床身、立柱、轴头和工作台，主要是用来实现对工具和工件的装夹、调整等。其中，工作台主要用来支承和装夹工件。工作台上身还装有工作液箱，用以容纳工作液，使电极和被加工件浸泡在工作液里，起到冷却、排屑作用。
电火花线切割机在加工时，利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，工件需浸在工作液箱中的工作液之中，其工作液既起到作为加工介质作用，同时起到冷却的作用。在切割加工工件的过程中，工作液箱的工作液中存在大量的加工屑，一方面难以清理，使油箱的工作效率低下；另一方面影响工作液作为放电介质的性能，影响工作液的使用，降低了加工精度。如果需要对工作液进行循环利用，势必需要一种可以有效去除工作液中铁屑的过滤装置。
现有技术中采用的方式是：
一、直接将含有铁屑的工作液倒进过滤筒中进行过滤分离，由于铁屑长期作用会堵塞过滤网孔，导致铁屑的过滤分离效果差，也不便于后期对铁屑的回收；
二、利用搅拌杆末端的磁铁棒吸附铁屑并通过刮板刮落磁铁棒表面吸附的磁铁，实现对含铁工作液进行分离过滤。如专利申请号为：201910539897.8，专利名称为“一种污水处理铁屑过滤分离装置”的发明专利。其通过磁铁棒转动，对机体内污水进行搅拌和吸附；当翻转打开底板时，通过与上方活动连接的连杆带动拉动刮盘向下运动，由于磁铁棒贯穿通过刮盘上对应的通孔，进而将吸附在磁铁棒上的铁屑进行挂落。但是此种方式用于铁屑清理依然会存在缺陷：在自然重力的作用下，铁屑在工作液中有向下沉降的趋势，即使采用上述搅拌的方式对水流进行搅拌，但是在离心力的作用下，铁屑还会向中间的磁铁棒聚集，即会有部分的铁屑集中吸附在磁铁棒下方或中心区域，随着铁屑集中区域磁铁棒外缘铁屑的增加，会降低磁铁棒对最外侧磁铁的吸附力，这部分的铁屑在泄水的过程中，很容易随着水流冲走，夹带铁屑的工作液循环利用于电火花的切割过程中，容易降低工件的加工精度。
发明内容
为此，本发明提供一种电火花切割机床的工作台，以解决现有技术中的上述缺陷。
一种电火花切割机床的工作台，包括台体和设置在所述台体上方的工作液槽，所述工作液槽顺次连接有过滤箱组以及回液箱，所述回液箱通过进液管连接工具电极，所述过滤箱组包括粗屑滤箱和细屑滤箱，所述粗屑滤箱的中部设置有过滤筛网，粗屑滤箱的第一进液端通过出液管连接工作液槽，粗屑滤箱的第一出液端连通细屑滤箱的第二进液端，细屑滤箱的第二出液端连接所述回液箱，细屑滤箱的内部设置有细屑吸附组件；
所述细屑吸附组件包括若干设置在细屑滤箱内上下贯通的防护筒，所述细屑滤箱中还设置有通过动力组件实现升降的刮料板，若干所述防护筒贯穿所述刮料板，所述防护筒的内部包裹有线圈，防护筒的内部套装有能与线圈相互配合的铁芯，铁芯上端的细屑滤箱的顶盖上设置有磁铁，通过改变线圈中电流的方向，使铁芯上端与磁铁之间相互吸附或排斥，细屑滤箱的下方设置有气缸，所述气缸的内部设置有气塞，若干铁芯的下端与气塞连接，气缸连接有第一气管和第二气管，所述第一气管与粗屑滤箱的顶部连通，第二气管与粗屑滤箱的底部连通。
优选的，所述动力组件包括转动连接在细屑滤箱底板上的丝杠以及用于驱动所述丝杠转动的电机，所述刮料板的中部通过丝杠螺母套装在丝杠上，刮料板的侧壁被细屑滤箱侧壁限位只能沿着竖直方向运动，所述顶盖能通过电动气缸打开，顶盖的下表面转动设置有安装套头，丝杠的顶端套装在安装套头的内部。
优选的，所述粗屑滤箱的上盖可拆卸安装，过滤筛网能从开盖后的粗屑滤箱上方取出，所述第一气管连接在上盖上，并且第一气管上设置有单向进气阀，第二气管上设置有单向出气阀。
优选的，所述粗屑滤箱包括底部的液腔和位于上部的气腔，过滤筛网下沉至所述液腔中，第一进液端连接在气腔的上侧壁，第一出液端连接在液腔的下侧壁，所述气缸气缸腔的体积小于所述气腔的体积。
优选的，所述防护筒采用陶瓷或者塑料材质。
本发明具有如下优点：
(1)本发明采用工作液中的粗屑和细屑分层过滤的方式，有利于提高工作液的铁屑过滤的效率，细屑过滤的过程中，随着铁芯变换磁极的过程中与上方对应的磁铁相互作用，使铁芯可以沿着防护筒做往复的升降运动，防护筒外侧被铁芯吸附的铁屑会沿着防护筒的外侧壁移动，配合电流切换过程中，铁芯短暂的失去对铁屑的吸附作用，铁屑在溶液的内部短暂的做惯性运动，铁屑受到上述的综合作用后不会沉降吸附在防护筒表面的局部区域，通过此种方式可以加强铁屑在溶液中的局部流动性，避免铁屑聚在在一处，铁屑可以相对均匀的分布在防护筒的表面，提高对游离在外缘的铁屑的吸附能力，并且相较于旋转搅拌的方式，此种方式可降低离心作用力对铁屑分布的干扰，更有利于铁屑的定向流动和吸附，有利于提高细屑的过滤效果；
(2)本发明的铁芯在升降的过程中，会通过与铁芯连接的气塞改变其下方气缸内的正负气压环境，负压环境时，有利于促进工作液槽中工作液的定向转移至粗屑滤箱中；正压环境时，通过鼓气的方式促进粗屑滤箱内的液体流动，从而使过滤筛网内的铁屑抖动下落，一方面可以提高铁削的过滤效率；另一方面，可防止过滤筛网长时间使用被铁屑堵塞，同时由于粗屑滤箱的气压增加，可将其中的部分工作液挤压至细屑滤箱中，细屑滤箱中的部分液体将会被挤压至回液箱，促进了工作液的定向移动。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的粗屑滤箱中进液时的结构示意图；
图3为本发明的粗屑滤箱中排液时的结构示意图；
图4为本发明的细屑滤箱中卸料时的结构示意图。
图中：
1-台体；2-工作液槽；3-过滤箱组；4-回液箱；5-进液管；6-过滤筛网；7-出液管；8-细屑吸附组件；9-气缸；10-工具电极；11-气塞；12-第一气管；13-第二气管；14-刮料板；15-单向进气阀；16-单向出气阀；
301-粗屑滤箱；302-细屑滤箱；303-第一进液端；304-第一出液端；305-第二进液端；306-第二出液端；307-上盖；308-液腔；309-气腔；310-顶盖；311-丝杠；312-电机；313-丝杠螺母；314-电动气缸；315-安装套头；
801-防护筒；802-线圈；803-铁芯；804-磁铁。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，本发明提供了一种电火花切割机床的工作台，其可以提高电火花切割用工作液中铁屑的清理效率，从而提高工作液的回收利用率。具体的：
该工作台包括常规的台体1和设置在所述台体1上方的工作液槽2，所述工作液槽2顺次连接有过滤箱组3以及回液箱4，所述回液箱4通过进液管5连接工具电极10。
其中，工作液槽2作为工件切割加工的场所，电火花加工整个过程，是在工具电极10与工作液反复通-断电的情况下，一点点蚀除工件的加工余量。这就要求工件浸没于工作液中，以便形成电流回路，达到通电加工的目的；
其中，过滤箱组3用于过滤工作液中的铁屑杂质，从而将过滤后的工作液收集至回液箱4中，以便切割加工过程中对其重复利用，减少工件切割的成本。
所述过滤箱组3包括粗屑滤箱301和细屑滤箱302。粗屑滤箱301用于对体积较大的粗屑进行拦截；细屑滤箱302用于对粗屑过滤后工作液中的细屑进一步处理。具体的：
所述粗屑滤箱301的中部设置有过滤筛网6，粗屑滤箱301的第一进液端303通过出液管7连接工作液槽2，粗屑滤箱301的第一出液端304连通细屑滤箱302的第二进液端305。
细屑滤箱302的第二出液端306连接所述回液箱4，细屑滤箱302的内部设置有细屑吸附组件8。细屑吸附组件8是对工作液中存在的细屑进行进一步的过滤。具体的：
所述细屑吸附组件8包括若干设置在细屑滤箱302内上下贯通的防护筒801，所述细屑滤箱302中还设置有刮料板14，刮料板14通过动力组件驱动升降，若干所述防护筒801贯穿所述刮料板14。刮料板14可沿着防护筒801的表面上下运动。具体的：
所述动力组件包括转动连接在细屑滤箱302底板上的丝杠311以及用于驱动所述丝杠311转动的电机312，所述刮料板14的中部通过丝杠螺母313套装在丝杠311上，刮料板14的侧壁被细屑滤箱302侧壁限位只能沿着竖直方向运动，所述顶盖310能通过电动气缸314打开，顶盖310的下表面转动设置有安装套头315，丝杠311的顶端套装在安装套头315的内部。安装套头315内部为和丝杠311顶端配合的正六边形结构，从而两者之间可以稳固连接。
所述防护筒801的内部包裹有线圈802，防护筒801可以避免线圈802和细屑滤箱302内部的工作液接触。优选的，所述防护筒801采用陶瓷或者塑料材质。一方面两者具有较好的防水特性；另一方面对通电后线圈802所形成的磁场的干扰小。
防护筒801的内部设置有能与线圈802相互配合的铁芯803，线圈802通电后配合内部的铁芯803相当于一个磁铁，可将工作液中存在的细屑吸附在防护筒801的表面。
铁芯803上端的细屑滤箱302上设置有磁铁804，通过改变线圈802中电流的方向，使铁芯803上端与磁铁804之间相互吸附或排斥，使铁芯803可以在磁力的作用下沿着防护筒801在竖直方向垂直运动。
为了进一步优化本发明装置的作用，在细屑滤箱302的下方设置了气缸9，所述气缸9的内部设置有气塞11，若干铁芯803的下端与所述气塞11的上表面连接，气塞11可随铁芯803在气缸9的内部上下运动，从而为气缸9的气缸腔创造间歇性的正压和负压的环境。
气缸9连接有第一气管12和第二气管13，所述第一气管12与粗屑滤箱301的顶部连通，当气缸9中处于负压时，可促使工作液槽2的工作液吸附至粗屑滤箱301中；第二气管13与粗屑滤箱301的底部连通，当气缸9中处于正压时，可对粗屑滤箱301底部的工作液鼓气，从而使过滤筛网6随波摆动。
需要进一步解释的是：所述粗屑滤箱301包括底部的液腔308和位于上部的气腔309。即粗屑滤箱301中的工作液始终不会填满整个粗屑滤箱301，可防止连接在粗屑滤箱301上方的气管和液管中发生液体的回流现象。
过滤筛网6下沉至所述液腔308中，以便液腔308中流动的工作液可以使过滤筛网6可以随波抖动，使过滤筛网6上铁屑可以充分过筛。第一进液端303连接在气腔309的上侧壁，并且保证整个过程中，粗屑滤箱301中的工作液始终不会漫过第一进液端303的端口，第一出液端304连接在液腔308的下侧壁，便于将粗屑滤箱301中含有细屑的工作液排入细屑滤箱302中。
所述气缸9气缸腔的体积小于所述气腔309的体积。保证气缸9气缸腔中气体体积变化时，气腔309也不会被工作液槽2中流入的工作液完全填满。
所述粗屑滤箱301的上盖307可拆卸安装，过滤筛网6能从开盖后的粗屑滤箱301上方取出，所述第一气管12连接在上盖307上，并且第一气管12上设置有单向进气阀15，单向进气阀15使气腔309中的气体只能通过第一气管12中从粗屑滤箱301中进入气缸9中，但是却不能反向流动；第二气管13上设置有单向出气阀16，单向出气阀16使气腔309中的气体只能通过第二气管13从气缸9进入从粗屑滤箱301的底部。
本发明装置的工作原理是：
一、装置初始状态调节：往过滤箱组3中注入液体，使其细屑滤箱302灌满，粗屑滤箱301中的工作液漫过过滤筛网6，且上方留存气腔309；
二、粗屑过滤：工作时，给线圈802中通入方向交替变换的电流，使线圈802中的铁芯803的磁极间歇性的变换，铁芯803变换磁极的过程中与上方对应的磁铁804相互作用，使铁芯803可以沿着防护筒801做往复的升降运动。
当铁芯803上端的磁极与磁铁804下方的磁极不同时，铁芯803被磁铁804吸引沿着防护筒801向上运动，连带着，铁芯803下端的气塞11朝气缸9的上方运动，气缸9的气缸腔体积增加，其内部形负压，与气缸腔通过第一气管12连接的粗屑滤箱301气腔309中也形成负压，工作液槽2中的工作液夹带粗细铁屑一同通过出液管7经第一进液端303排入粗屑滤箱301中，铁削经过滤筛网6过滤，其上方截留了粗屑，细屑通过过滤筛网6的筛孔流入其下方的液腔308中；
当铁芯803上端的磁极与磁铁804下方的磁极相同时，铁芯803被磁铁804排斥沿着防护筒801向下运动，连带着铁芯803下端连接的气塞11朝气缸9的下方运动，气缸9气缸腔中气体被挤压，经第二气管13流入粗屑滤箱301的底部，通过鼓气的方式促进粗屑滤箱301内的液体流动，从而使过滤筛网6内的铁屑抖动下落，一方面可以提高铁削的过滤效率；另一方面，可防止过滤筛网6长时间使用被铁屑堵塞。同时由于粗屑滤箱301的气压增加，可将其中的部分工作液挤压至细屑滤箱302中，细屑滤箱302中的部分液体将会被挤压至回液箱4中待用，通过上述一系类的动作，可以实现工作液的间歇性的定向流动；
三、细屑过滤：线圈802通电的过程中，会将经过滤筛网6过滤的细屑吸附在防护筒801的表面，常规装置中，在重力的作用下，大量的细屑容易汇集在防护筒801的底部，导致防护筒801上局部的铁屑分布过多，影响后续细屑的吸附效果；
但是在本发明实施例中，随着铁芯803变换磁极的过程中与上方对应的磁铁804相互作用，使铁芯803可以沿着防护筒801做往复的升降运动。防护筒801外侧被铁芯803吸附的铁屑会沿着防护筒801的外侧壁移动，配合电流切换过程中，铁芯803短暂的失去对铁屑的吸附作用，铁屑在溶液的内部短暂的做惯性运动。铁屑受到上述的综合作用后不会沉降吸附在防护筒801表面的局部区域。具体的：
当铁芯803和磁铁804相互吸引时，分布在防护筒801外围下方的铁屑将随着铁芯803的上升的不断的朝上运动，当铁芯803和磁铁804相互排斥时，铁屑将会随下降的铁芯803朝下方运动。铁芯803在上下移动的过程中，其外套装的线圈802的圈数在不断地变化，使其对细屑的吸附力不断改变，加之线圈802中电流换向的过程中，铁屑短暂的离开防护筒801的表面。此时铁屑拥有上下运动的初始速度在没有磁力的吸附的情况下，在水流中间歇性的上下移动。通过此种方式可以加强铁屑在溶液中的局部流动性，避免铁屑聚在在一处，铁屑可以相对均匀的分布在防护筒801的表面，提高对游离在外缘的铁屑的吸附能力。并且相较于旋转搅拌的方式，此种方式可降低离心作用力对铁屑分布的干扰，更有利于铁屑的定向流动和吸附，有利于提高细屑的过滤效果；
四、排屑：当电火花切割机使用一定时间后，需要对其中的铁屑进行清理。给线圈802通上定向电流，使铁屑固定吸附在防护筒801的表面，打开粗屑滤箱301的上盖307将粗屑滤箱301和细屑滤箱302中的水排尽，取出粗屑滤箱301内部的过滤筛网6并替换；而细屑滤箱302中铁屑清理前需给线圈802断电，使铁屑从防护筒801的表面脱离，并启动电机312驱动丝杠311旋转，丝杠311上套装的刮料板14上升的过程中，沿着防护筒801的表面刮除铁屑，最终有细屑滤箱302的上端取出。本发明装置有利于提高电火花切割机工作液的回收利用效率，提高产品的切割品质。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种电火花切割机床的工作台，包括台体(1)和设置在所述台体(1)上方的工作液槽(2)，所述工作液槽(2)顺次连接有过滤箱组(3)以及回液箱(4)，所述回液箱(4)通过进液管(5)连接工具电极(10)，其特征在于：所述过滤箱组(3)包括粗屑滤箱(301)和细屑滤箱(302)，所述粗屑滤箱(301)的中部设置有过滤筛网(6)，粗屑滤箱(301)的第一进液端(303)通过出液管(7)连接工作液槽(2)，粗屑滤箱(301)的第一出液端(304)连通细屑滤箱(302)的第二进液端(305)，细屑滤箱(302)的第二出液端(306)连接所述回液箱(4)，细屑滤箱(302)的内部设置有细屑吸附组件(8)；
所述细屑吸附组件(8)包括若干设置在细屑滤箱(302)内上下贯通的防护筒(801)，所述细屑滤箱(302)中还设置有通过动力组件实现升降的刮料板(14)，若干所述防护筒(801)贯穿所述刮料板(14)，所述防护筒(801)的内部包裹有线圈(802)，防护筒(801)的内部套装有能与线圈(802)相互配合的铁芯(803)，铁芯(803)上端的细屑滤箱(302)的顶盖(310)上设置有磁铁(804)，通过改变线圈(802)中电流的方向，使铁芯(803)上端与磁铁(804)之间相互吸附或排斥，细屑滤箱(302)的下方设置有气缸(9)，所述气缸(9)的内部设置有气塞(11)，若干铁芯(803)的下端与气塞(11)连接，气缸(9)连接有第一气管(12)和第二气管(13)，所述第一气管(12)与粗屑滤箱(301)的顶部连通，第二气管(13)与粗屑滤箱(301)的底部连通；
所述粗屑滤箱(301)的上盖(307)可拆卸安装，过滤筛网(6)能从开盖后的粗屑滤箱(301)上方取出，所述第一气管(12)连接在上盖(307)上，并且第一气管(12)上设置有单向进气阀(15)，第二气管(13)上设置有单向出气阀(16)。
2.根据权利要求1所述的一种电火花切割机床的工作台，其特征在于：所述动力组件包括转动连接在细屑滤箱(302)底板上的丝杠(311)以及用于驱动所述丝杠(311)转动的电机(312)，所述刮料板(14)的中部通过丝杠螺母(313)套装在丝杠(311)上，刮料板(14)的侧壁被细屑滤箱(302)侧壁限位只能沿着竖直方向运动，所述顶盖(310)能通过电动气缸(314)打开，顶盖(310)的下表面转动设置有安装套头(315)，丝杠(311)的顶端套装在安装套头(315)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种电火花切割机床的工作台，其特征在于：所述粗屑滤箱(301)包括底部的液腔(308)和位于上部的气腔(309)，过滤筛网(6)下沉至所述液腔(308)中，第一进液端(303)连接在气腔(309)的上侧壁，第一出液端(304)连接在液腔(308)的下侧壁，所述气缸(9)气缸腔的体积小于所述气腔(309)的体积。
4.根据权利要求1所述的一种电火花切割机床的工作台，其特征在于：所述防护筒(801)采用陶瓷或者塑料材质。
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