CN113399768A - 线切割零件的旋转切割工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线切割零件的旋转切割工装，包括固定支座、驱动电机、传动机构以及工件夹爪，所述固定支座具有一承载板，所述驱动电机固定安装在承载板的一侧，所述传动机构通过离合机构与驱动电机相连，其包括蜗杆、蜗轮以及蜗轮轴；蜗杆通过蜗杆座与承载板固定连接，蜗轮轴与承载板转动连接，蜗轮轴一端与蜗轮固定连接，另一端穿过承载板与工件夹爪固定连接，所述蜗杆与蜗轮啮合。本发明安装在线切割机床上，蜗轮轴与线切割机的X、Y轴平行或者垂直，再将加工零件安装在夹头上；通过驱动电机的正转、反转和停止，最终带动加工零件转动，实现线切割机对加工零件的旋转切割。

Description

线切割零件的旋转切割工装

技术领域

本发明涉及零件切割技术领域，尤其涉及一种线切割零件的旋转切割工装。

背景技术

在机械加工零件的制造过程中，有的零件形状为狭窄通槽、四周清角等，传统的车、铣加工无法对其进行加工时，则需用电火花、线切割等加工完成。

线切割机床是利用移动的金属丝作工具电极，并在金属丝和工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的。

目前的线切割机床（慢走丝、中走丝等）均为相互垂直的两轴（X、Y）控制、走丝放电切割加工。但是对于加工圆轴形零件上周边的扇形狭窄通槽，如图1，扰性接头零件外框，线切割无法直接对其加工完成。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种线切割零件的旋转切割工装，解决了现有的线切割机无法对圆轴形零件的周边进行加工的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种线切割零件的旋转切割工装，包括固定支座、驱动电机、传动机构以及工件夹爪，其特征在于：所述固定支座具有一承载板，所述驱动电机固定安装在承载板的一侧，所述传动机构与驱动电机位于承载板同一侧，并通过离合机构与驱动电机相连，其包括蜗杆、蜗轮以及蜗轮轴；蜗杆的两端分别通过一蜗杆座与承载板相连，并能绕其轴心线自由转动；所述蜗轮与涡轮轴的一端固定连接，并与蜗杆啮合；蜗轮轴的另一端穿过承载板后与工件夹爪固定连接，该蜗轮轴与承载板转动连接。

使用时，将旋转切割工装安装在线切割机的机床上，蜗轮轴的轴心线与线切割机的X、Y轴（机切割头移动平面）平行或者垂直，从而使旋转切割工作形成线切割机的第三轴，即旋转轴；然后将待加工零件（如挠性接头）安装在工件夹爪上；驱动电机通过离合机构带动蜗杆转动，由于蜗轮与蜗杆啮合，从而使蜗杆转动带动蜗轮转动，蜗轮再带动蜗轮轴转动，最终通过蜗轮轴带动工件夹爪转动，进而带动加工零件转动，实现线切割机对加工零件的旋转切割加工。

进一步地，所述离合机构包括主动摩擦盘和从动摩擦盘，主动摩擦盘与驱动电机的输出轴相连，从动摩擦盘与蜗杆靠近驱动电机的一端相连，且主动摩擦盘和从动摩擦盘紧贴在一起，通过主动摩擦盘能够带动从动摩擦盘转动，并带动蜗杆转动。采用本方案，驱动电机带动主动摩擦盘转动，主动摩擦盘和从动摩擦盘相互摩擦，传递扭矩，使得从动摩擦盘转动，然后带动蜗杆转动；结构简单，便于装配和调节。

进一步地，所述离合机构还包括压紧弹簧和调节螺母，调节螺母与蜗杆螺纹配合，压紧弹簧套设在蜗杆上并位于从动摩擦盘与调节螺母之间，其一端与从动摩擦盘紧贴，另一端与调节螺母紧贴；其中，所述从动摩擦盘与蜗杆滑动配合相连，并能带动蜗杆同步转动。通过旋转调节螺母改变调节螺母的位置，从而改变压紧弹簧的压缩量，使从动摩擦盘和主动摩擦盘之间的压紧效果更好，从而进行传递扭矩的调节；当负载足够大时，即蜗杆不转动时，主动摩擦盘与从动摩擦盘之间的摩擦力推动从动摩擦盘克服压紧弹簧的压力，使主动摩擦盘和从动摩擦盘分离（打滑），从而不在将转矩传递到蜗杆，这样能够有效防止电机损坏。

进一步地，所述蜗轮与承载板之间设置有限位机构，所述限位机构包括定位板、挡杆以及两限位柱，定位板固定在承载板上，定位板上设有一圆弧形通槽，该圆弧形通槽所在圆的圆心位于蜗轮轴的轴心线上；两限位柱位于该圆弧形通槽内，并与圆弧形通槽间隙配合，且通过锁紧螺母与定位板紧固在一起；挡杆与蜗轮固定连接，且挡杆随蜗轮转动过程中能够与限位柱形成干涉。两限位柱可固定在圆弧形通槽内任意位置，使用时，根据切割（开槽）长度或弧度要求，将两限位柱的位置固定；并使挡杆位于两限位柱之间，且与其中一限位柱紧贴；然后，启动驱动电机，当挡杆随蜗轮转动到与其中一个限位柱形成接触时，加工完成；此时，蜗轮无法继续转动，从而形成较大负载，并反馈到蜗杆上，使蜗杆也无法转动；这时，主动摩擦盘与从动摩擦盘之间的摩擦力推动从动摩擦盘克服压紧弹簧的压力，使主动摩擦盘和从动摩擦盘分离（打滑），从而不在将转矩传递到蜗杆，从而对切割零件的旋转角度进行限定。

进一步地，所述圆弧形通槽所在圆的半径大于蜗轮的半径；从而确保圆弧形通槽位于蜗轮外侧，使整个结构更加合理。

进一步地，所述圆弧形通槽的外侧或内侧沿其延伸方向设有刻度标示层；便于准确调节限位角度。

进一步地，所述限位柱靠近承载板的一端具有一限位帽，其另一端穿过圆弧形通槽后与锁紧螺母螺纹配合相连，且限位柱远离限位帽的一端延伸至蜗轮背离定位板的一侧。调节好限位柱的位置后，通过限位帽与锁紧螺母将限位柱固定在定位板上，使限位柱的位置调节更加方便、快捷。

进一步地，所述工件夹爪包括紧固螺母和夹头，紧固螺母与夹头螺纹连接；其中，所述夹头包括连接柱和绕连接柱一端端面一周分布的多块弧形夹紧块，所述弧形夹紧块里端所在圆的直径小于外端所在圆的直径，使弧形夹紧块整体呈喇叭形，且相邻两弧形夹紧块之间具有间隙；所述紧固螺母内孔为阶梯孔，其小径段具有内螺纹，紧固螺母的小径段与连接柱螺纹配合相连，其大径段套入弧形夹紧块，且紧固螺母的大径段的直径大于弧形夹紧块里端所在圆的直径，小于弧形夹紧块外端所在圆的直径。通过夹头实现对加工零件的夹紧，紧固螺母与夹头螺纹连接过程中，弧形夹紧块逐渐被套入紧固螺母中，弧形夹紧块对加工零件的夹紧力度逐渐增大，实现对加工零件的夹紧；尤其适用于对圆柱形工件或圆筒形工件的夹持；采用该工件夹爪，能够对不同大小的工件进行夹紧。同时，根据加工零件的不同类型，可更换相应的夹头，可以对不同类型的零件进行切割，实用性强。

进一步地，所述夹头的连接柱通过连接螺钉与蜗轮轴相连，在连接螺钉的两侧分别设有一止转销，该止转销穿过连接柱后与蜗轮轴可拆卸相连；从而确保工件夹爪能够随蜗轮轴同步转动。

进一步地，所述紧固螺母的大径段内孔为锥形孔，其外端直径小于里端直径；能有效对直径较小的工件进行夹紧，进一步提高适用范围。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）将旋转切割工装安装在线切割机的机床上，蜗轮轴的轴心线与线切割机的X、Y轴（机切割头移动平面）平行或者垂直，从而使旋转切割工作形成线切割机的第三轴，即旋转轴；然后将待加工零件（如挠性接头）安装在工件夹爪上；驱动电机通过离合机构带动蜗杆转动，由于蜗轮与蜗杆啮合，从而使蜗杆转动带动蜗轮转动，蜗轮再带动蜗轮轴转动，最终通过蜗轮轴带动工件夹爪转动，进而带动加工零件转动，实现线切割机对加工零件的旋转切割加工。

（2）为线切割机床增加了第三轴，扩大了线切割机的加工范围；工装定位准确、撤换方便、制造简单，在批量生产中，能有效提高效率，降低成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中工件夹爪的结构示意图。

图3为本发明中蜗杆的装配结构示意图。

图4为本发明中限位机构的结构示意图。

其中，1—固定支座，2—驱动电机，31—蜗杆，32—蜗轮，33—蜗杆座，4—工件夹爪，41—紧固螺母，42—连接柱，43—夹紧块，51—主动摩擦盘，52—从动摩擦盘，53—压紧弹簧，54—调节螺母，61—定位板，62—挡杆，63—限位柱，64—通槽，65—锁紧螺母，66—垫板，7—连接螺钉，8—止转销。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1-图4，一种线切割零件的旋转切割工装，包括固定支座1、驱动电机2、传动机构以及工件夹爪4。所述固定支座1具有一承载板，具体实施时，该固定支座1还包括一底板，在底板上开始有安装孔，用于与切割机的机床相连。所述承载板安装于底板上，且整个固定支座1呈L型或T型。所述驱动电机2固定安装在承载板的一侧，所述传动机构与驱动电机2位于承载板同一侧，并通过离合机构与驱动电机2相连，其包括蜗杆31、蜗轮32以及蜗轮32轴；蜗杆31的两端分别通过一蜗杆座33与承载板相连，并能绕其轴心线自由转动；所述蜗轮32与涡轮轴的一端固定连接，并与蜗杆31啮合；蜗轮32轴的另一端穿过承载板后与工件夹爪4固定连接，该蜗轮32轴与承载板转动连接。

具体实施时，所述离合机构包括主动摩擦盘51和从动摩擦盘52，主动摩擦盘51与驱动电机2的输出轴相连，从动摩擦盘52与蜗杆31靠近驱动电机2的一端相连，且主动摩擦盘51和从动摩擦盘52紧贴在一起，通过主动摩擦盘51能够带动从动摩擦盘52转动，并带动蜗杆31转动。采用本方案，驱动电机2带动主动摩擦盘51转动，主动摩擦盘51和从动摩擦盘52相互摩擦，传递扭矩，使得从动摩擦盘52转动，然后带动蜗杆31转动；结构简单，便于装配和调节。作为一种实施方式，所述离合机构还包括压紧弹簧53和调节螺母54，调节螺母54与蜗杆31螺纹配合，压紧弹簧53套设在蜗杆31上并位于从动摩擦盘52与调节螺母54之间，其一端与从动摩擦盘52紧贴，另一端与调节螺母54紧贴；其中，所述从动摩擦盘52通过滑键或销轴与蜗杆31滑动配合相连，并能带动蜗杆31同步转动。通过旋转调节螺母54改变调节螺母54的位置，从而改变压紧弹簧53的压缩量，使从动摩擦盘52和主动摩擦盘51之间的压紧效果更好，从而进行传递扭矩的调节；当负载足够大时，即蜗杆31不转动时，主动摩擦盘51与从动摩擦盘52之间的摩擦力推动从动摩擦盘52克服压紧弹簧53的压力，使主动摩擦盘51和从动摩擦盘52分离（打滑），从而不在将转矩传递到蜗杆31，这样能够有效防止电机损坏。

所述蜗轮32与承载板之间设置有限位机构，所述限位机构包括定位板61、挡杆62以及两限位柱63，定位板61固定在承载板上，定位板61上设有一圆弧形通槽64，该圆弧形通槽64所在圆的圆心位于蜗轮32轴的轴心线上。两限位柱63位于该圆弧形通槽64内，并与圆弧形通槽64间隙配合，且通过锁紧螺母65与定位板61紧固在一起；挡杆62与蜗轮32固定连接，且挡杆62随蜗轮32转动过程中能够与限位柱63形成干涉。所述圆弧形通槽64所在圆的半径大于蜗轮32的半径；从而确保圆弧形通槽64位于蜗轮32外侧，使整个结构更加合理。所述圆弧形通槽64的外侧或内侧沿其延伸方向设有刻度标示层；便于准确调节限位角度。其中，所述限位柱63靠近承载板的一端具有一限位帽，其另一端穿过圆弧形通槽64后与锁紧螺母65螺纹配合相连，且限位柱63远离限位帽的一端延伸至蜗轮32背离定位板61的一侧。调节好限位柱63的位置后，通过限位帽与锁紧螺母65将限位柱63固定在定位板61上，使限位柱63的位置调节更加方便、快捷。作为优选，在定位板61与承载板之间还设有垫块66，从而使定位板61与承载板之间具有间隙，且该间隙的宽度大于限位帽的厚度，从而使限位柱63的调节及定位更加方便。

两限位柱63可固定在圆弧形通槽64内任意位置，使用时，根据切割（开槽）长度或弧度要求，将两限位柱63的位置固定；并使挡杆62位于两限位柱63之间，且与其中一限位柱63紧贴；然后，启动驱动电机2，当挡杆62随蜗轮32转动到与其中一个限位柱63形成接触时，加工完成；此时，蜗轮32无法继续转动，从而形成较大负载，并反馈到蜗杆31上，使蜗杆31也无法转动；这时，主动摩擦盘51与从动摩擦盘52之间的摩擦力推动从动摩擦盘52克服压紧弹簧53的压力，使主动摩擦盘51和从动摩擦盘52分离（打滑），从而不在将转矩传递到蜗杆31，从而对切割零件的旋转角度进行限定。

所述工件夹爪4包括紧固螺母41和夹头，紧固螺母41与夹头螺纹连接。其中，所述夹头包括连接柱42和绕连接柱42一端端面一周分布的多块弧形夹紧块43，所述弧形夹紧块43里端所在圆的直径小于外端所在圆的直径，使弧形夹紧块43整体呈喇叭形，且相邻两弧形夹紧块43之间具有间隙。所述紧固螺母41内孔为阶梯孔，其小径段具有内螺纹，紧固螺母41的小径段与连接柱42螺纹配合相连，其大径段套入弧形夹紧块43，且紧固螺母41的大径段的直径大于弧形夹紧块43里端所在圆的直径，小于弧形夹紧块43外端所在圆的直径。通过夹头实现对加工零件的夹紧，紧固螺母41与夹头螺纹连接过程中，弧形夹紧块43逐渐被套入紧固螺母41中，弧形夹紧块43对加工零件的夹紧力度逐渐增大，实现对加工零件的夹紧；尤其适用于对圆柱形工件或圆筒形工件的夹持；采用该工件夹爪4，能够对不同大小的工件进行夹紧。同时，根据加工零件的不同类型，可更换相应的夹头，可以对不同类型的零件进行切割，实用性强。实施时，所述连接柱42为阶梯柱，弧形夹紧块43与阶梯柱的大径段的端面相连；这样，便于紧固螺母41与夹头的连接及更好地对工件夹紧。所述紧固螺母41的大径段内孔为锥形孔，其外端直径小于里端直径；能有效对直径较小的工件进行夹紧，进一步提高适用范围。

所述夹头的连接柱42通过连接螺钉7与蜗轮32轴相连，在连接螺钉7的两侧分别设有一止转销8，该止转销8穿过连接柱42后与蜗轮32轴可拆卸相连；从而确保工件夹爪4能够随蜗轮32轴同步转动。

本方案使用时，将旋转切割工装安装在线切割机的机床上，蜗轮32轴的轴心线与线切割机的X、Y轴（机切割头移动平面）平行或者垂直，从而使旋转切割工作形成线切割机的第三轴，即旋转轴；然后将待加工零件（如挠性接头）安装在工件夹爪4上；驱动电机2通过离合机构带动蜗杆31转动，由于蜗轮32与蜗杆31啮合，从而使蜗杆31转动带动蜗轮32转动，蜗轮32再带动蜗轮32轴转动，最终通过蜗轮32轴带动工件夹爪4转动，进而带动加工零件转动，实现线切割机对加工零件的旋转切割加工。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种线切割零件的旋转切割工装，包括固定支座、驱动电机、传动机构以及工件夹爪，其特征在于：所述固定支座具有一承载板，所述驱动电机固定安装在承载板的一侧，所述传动机构与驱动电机位于承载板同一侧，并通过离合机构与驱动电机相连，其包括蜗杆、蜗轮以及蜗轮轴；蜗杆的两端分别通过一蜗杆座与承载板相连，并能绕其轴心线自由转动；所述蜗轮与涡轮轴的一端固定连接，并与蜗杆啮合；蜗轮轴的另一端穿过承载板后与工件夹爪固定连接，该蜗轮轴与承载板转动连接。

2.根据权利要求1所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述离合机构包括主动摩擦盘和从动摩擦盘，主动摩擦盘与驱动电机的输出轴相连，从动摩擦盘与蜗杆靠近驱动电机的一端相连，且主动摩擦盘和从动摩擦盘紧贴在一起，通过主动摩擦盘能够带动从动摩擦盘转动，并带动蜗杆转动。

3.根据权利要求2所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述离合机构还包括压紧弹簧和调节螺母，调节螺母与蜗杆螺纹配合，压紧弹簧套设在蜗杆上并位于从动摩擦盘与调节螺母之间，其一端与从动摩擦盘紧贴，另一端与调节螺母紧贴；其中，所述从动摩擦盘与蜗杆滑动配合相连，并能带动蜗杆同步转动。

4.根据权利要求1所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述蜗轮与承载板之间设置有限位机构，所述限位机构包括定位板、挡杆以及两限位柱，定位板固定在承载板上，定位板上设有一圆弧形通槽，该圆弧形通槽所在圆的圆心位于蜗轮轴的轴心线上；两限位柱位于该圆弧形通槽内，并与圆弧形通槽间隙配合，且通过锁紧螺母与定位板紧固在一起；挡杆与蜗轮固定连接，且挡杆随蜗轮转动过程中能够与限位柱形成干涉。

5.根据权利要求4所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述圆弧形通槽所在圆的半径大于蜗轮的半径。

6.根据权利要求4所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述圆弧形通槽的外侧或内侧沿其延伸方向设有刻度标示层。

7.根据权利要求4所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述限位柱靠近承载板的一端具有一限位帽，其另一端穿过圆弧形通槽后与锁紧螺母螺纹配合相连，且限位柱远离限位帽的一端延伸至蜗轮背离定位板的一侧。

8.根据权利要求1所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述工件夹爪包括紧固螺母和夹头，紧固螺母与夹头螺纹连接；其中，所述夹头包括连接柱和绕连接柱一端端面一周分布的多块弧形夹紧块，所述弧形夹紧块里端所在圆的直径小于外端所在圆的直径，使弧形夹紧块整体呈喇叭形，且相邻两弧形夹紧块之间具有间隙；所述紧固螺母内孔为阶梯孔，其小径段具有内螺纹，紧固螺母的小径段与连接柱螺纹配合相连，其大径段套入弧形夹紧块，且紧固螺母的大径段的直径大于弧形夹紧块里端所在圆的直径，小于弧形夹紧块外端所在圆的直径。

9.根据权利要求8所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述夹头的连接柱通过连接螺钉与蜗轮轴相连，在连接螺钉的两侧分别设有一止转销，该止转销穿过连接柱后与蜗轮轴可拆卸相连。

10.根据权利要求8所述的线切割零件的旋转切割工装，其特征在于：所述紧固螺母的大径段内孔为锥形孔，其外端直径小于里端直径。

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