CN1165494A - 电火花加工机和电火花加工方法 - Google Patents

Abstract

用电火花来加工工件使其形成曲线轮廓以及与该曲线轮廓相连的直线轮廓的电火花加工机，包括切割线电极以及在切割线电极上沿其轴线方向形成凹槽的线成型装置，设置了导电性切割线导轨，该导轨上形成了曲线边缘以及与该曲线边缘相连的直线边缘。切割线电极，其凹槽与曲线边缘和直线边缘相嵌合，沿切割线导轨的边缘移动。切割线导轨也具有供电电极的功能，它连接到供电装置上，把功率传送到移动的切割线电极上。切割线导轨和线成型装置被布置成使切割线电极在曲线边缘和直线边缘的交点与线成型装置之间进行直线移动。

Description

电火花加工机和电火花加工方法

本发明涉及用电火花来加工工件，使其形成的轮廓包含直线和与该直线相连的曲线所用的电火花加工机。本发明尤其涉及这样一种电火花加工机，  即利用移动的切割线电极把棒状工件加工成细小的冲头，该冲头包括形成刀口端的刀刃部分，断面积比刀刃部分大的柄杆部分，以及连接刀刃部分和柄杆部分的凹楞部分。

图8A表示作为冲压模具的一部分的标准圆冲头1。冲头1包括形成刀口端的刀刃部分1a、直径大于刀刃部分1a的柄杆部分1c、以及连接刀刃部分1a和柄杆部分1c的凹楞部分1b。图8B表示冲头2，冲头2包括长方形刀刃部分2a、柄杆部分2c、以及连接刀刃部分2a和柄杆部2c的凹楞部分2b。这些冲头利用成型磨削加工和非接触加工的电火花加工方法进行制作。电火花加工适用于把硬质工件精密地制作成具有细刀刃部分1a的冲头1和具有薄刀刃部分2a的冲头2。

日本专利公告公报4-28486公开了这样一种电火花加工机，即为了制作细的圆杆，在可以旋转的工件和切割线电极之间进行放电，该切割线电线沿着滑轮的周边在与上述工件的旋转轴垂直的平面内移动。

日本专利公开公报6-143040公开了一种利用移动的切割线电极来同时制作冲头的楞部分和刀刃部分的电火花加工机。现参照图7来说明该文献中所公开的电火花加工机。

工件3被垂直地夹持在机头12上所安装的夹头13内。机头12可以在水平的X-Y平面内移动，而且可以在与该平面相垂直的Z轴方向上移动。切割线4从供线架20送出，由导向轮21向上传送，再经过导轨22、23和24以及导向轮25把切割线传送到对切割线进行牵引的收线架26上。导轨22、23和24以及导向轮21和25，均设置在旋转台10上所安装的板材11上。导轨22和24分别具有对切割线4进行导向的V形槽。在导轨23上形成平的端面，该端面的轮廓与需要制作成形的冲头楞的凹形互相对应。切割线4沿该端面移动，该端面的宽度小于切割线4的直径。导轨23由陶瓷或兰宝石这样的耐磨性良好的绝缘材料制成。在导轨22和23之间移动的切割线4与旋转台10的旋转轴线基本一致。向移动的切割线4供应电流的导电性供电极27和28，分别布置在导向轮21和导轨22之间，以及导轨24和导向轮25之间。

在这种原有的电火花加工机中，由于缓慢地对工件材料进行切割，从工件表面向里面的切割厚度小于切割线电极的直径。所以材料切割的速度慢。

本发明的目的在于提供这样一种电火花加工机，即能够高速切割工件材料，迅速地制作出其轮廓包括直线部分和与该直径部分相连的弧状部分的产品，例如作为冲压模具的一部分的冲头。

本发明的其他目的将在以后的说明中部分地加以说明，若是同行人员，则可通过对本发明的实践而了解其部分内容。

根据本发明，利用电火花来加工工件，使其形成曲线轮廓和与该曲线轮廓相连的直线轮廓的电火花加工机，其中包括：

切割线电极；

线成形装置，用于使切割线电极沿其轴线方向形成凹槽；

导轨，它形成曲线边缘和与该曲线边缘相连的直线边缘，该曲线边缘和直线边缘可以嵌合到线电极的凹槽内；

移动装置，用于使切割线电极沿导轨的曲线边缘和直线边缘移动；以及

供电装置，用于向工件和线电极之间所形成的加工间隙供应电功率。

最佳方案是：导轨是导电性的，来自供电装置的电功率通过该导电性导轨加到切割线电极上。

另外，导轨和线成形装置最好配置成使切割线电极在曲线边缘和直线边缘的交点与线成形装置之间沿直线移动。

再者，在导轨和线成形装置之间安装防止线电极扭曲的装置。

根据本发明，电火花加工的方法是利用电火花来加工工件，使其形成曲线轮廓和与该曲线轮廓相连的直线轮廓，其程度步骤包括：

在切割线电极上沿其轴线方向形成凹槽；

提供这样一种导轨，即其本身形状是与曲线轮廓相对应(匹配)的曲线边缘，以及与曲线边缘相连的直线边缘；

使切割线电极的凹槽嵌合到曲线边缘和直线边缘上，使切割线电极沿导轨边缘移动；

向工件和切割线电极之间所形成的加工间隙内供应电功率；以及

使工件和导轨的一边与另一边做相对移动。

附图的简要说明

图1是本发明的电火花加工机的简图。

图2A是图1中所示的线成形装置的简图。

图2B是图2A中所示的一对成形滚轮的断面图。

图3是图1中所示的中间导轨的轴侧图。

图4A是图1中所示的导轨的侧视图。

图4B是图1中所示的导轨的主视图。

图5A、5B、5C、5D和5E是沿图4A中的X-X线的导轨边缘的剖面图。

图6是表示导轨的另一实施例的轴侧图。

图7是原有电火花加工机的简图。

图8A和8B是需要成形制作的冲头的简图。

本发明的最佳实施例

图1所示的本发明的电火花加工机包括床身30、直立在床身30上的立柱31、以及安装在立柱31上，能以垂直轴线为中心进行旋转的旋转头32。棒状工件3被垂直地夹持在旋转头32上所安装的夹头33内。旋转头32可以在水平的X-Y平面上移动，而且可以在与该平面相垂直的Z轴方向上移动，还可以以垂直于该平面的轴线W为中心进行旋转。支架35安装在床身30上的台子34上。导轨兼电极60，利用导电性安装夹具36，与X-Y平面相垂地安装在支架35上，该导轨兼电极60上形成的边缘，其轮廓与需要成形制作的冲头楞部的凹形相对应。在上述实施例中，工件3在X-Y面上相对于导轨60进行移动。或者借助于台子34的驱动，使导轨60在X-Y平面上相对于工件3进行移动。

从供线架40中拉出来的具有圆形断面的黄铜或铜切割线4，经过滑轮装置41和多个导向轮42被传送到线成形装置50内。滑轮装置41在切割线4上加适当的制动力，以防止切割线4在滑轮装置41和线成形装置50之间产生松驰。

线成形装置50安装在台子34上，它使切割线4沿其轴线方向形成凹槽。如图2A所示，线成形装置50包括一对成形轮53和54，该成形轮由图中未示出的速度控制马达来驱动使其同步旋转。切割线4从引入口51送入，经过导向轮52，然后在一对滚轮53和54之间通过。这一对滚轮53和54利用冷轧方法使切割线4的断面形成U字形，同时把切割线4通过出口孔55向上传送。切割线在加工部分内的移动速度由这一对滚轮53和54的旋转来进行控制。从图2B中可以最清楚地看出；沿滚轮54的圆端面形成了凸起部分56，另一方面在滚轮53的圆端面上形成3与凸起部分56相对应的U字形凹槽55。

从线成形装置50送出的切割线4经过装在支架35上的中间导轨43被传送到导轨兼电极60上。如图3所示，由一对导块44和45构成的中间导轨43被用于防止切割线4在线成形装置50和导轨60之间产生扭曲。在导块44上形成了与滚轮53的凹槽55的形状基本相同的凹槽44a，另一方面，在导块45上形成了与滚轮54的凸起部分56的形状基本相同的凸起部分45a。一对导块44和45互相组合在一起，由凹槽44a和凸起部分45a形成了切割线可以通过的U字形间隙。在中间导轨43的至少是与切割线4滑动接触的表面上，最好被敷可提高耐磨性并降低滑动阻力的氮化钛材料。

如图4A所示，导轨60具有其轮廓与需要制作的冲头楞部分相对应的边缘61、以及与边缘61相连的直线轮廓边缘62。导轨60、中间导轨43、以及一对成形轮53和54，其布置状态能使切割线4在边缘61和62的交点与一对成形轮53和54之间进行直线移动。为了防止切割线4在导轨60和线成形装置50之间产生扭曲，减小滑动阻力，最好把导轨60设置在接近线成形装置50的位置上。从图4B可以最清楚地看出，导轨60是一块薄的板。例如，当使用直径0.6mm的切割线电极时，导轨60的厚度为0.3mm。导轨60最好用硬度高导电性好的烧结合金、或者像弹簧钢那样的淬火钢来制作。由于切割线4依靠一对成形轮53和54的旋转而被送出来，所以，不需要对切割线4加过大的牵引力，能够防止薄的导轨60发生变形。

如图5A、5B、5C、5D和5E所示，导轨并电极60的边缘，其断面与切割线4上形成的凹槽相对应(匹配)，能使切割线4准确地沿着导轨60进行移动。与切割线4的凹槽相嵌合的导轨60，至少对其边缘要加以保护，以免在电火花加工时被电火花损坏。

另外，移动的切割线4被送入加张力装置46，对切割线4施加适当的张力，使其准确地沿导轨60的边缘移动。加张力装置46，例如由主导轮和夹紧轮构成。然后，切割线4经过多个导向轮47和滑轮48，被送到收卷轮或像桶那样的切割线回收装置49内。

电火花加工机还包括这样一种供电装置70，即其一个端子这夹头33连接到工件3上；另一个端子通过安装工具36连接到导轨60上。在加工过程中，从供电装置70把连续的电脉冲加到所谓“加工间隙”上，即工件3和导轨60之间以及工件3和移动切割线4之间，另一方面，为了冷却电极和工件，去除加工切屑，把电阻率高的像水一样的介电性液体供给到加工间隙内。这样一来，与切割线4有很大接触面积的导轨60，能发挥供电电极的作用，可以把大容量的电功率供给到移动的切割线4上。由于能够在工件3和切割线4之间所形成的加工间隙的最近位置上把加工功率供给到切割线4上，所以，与图7所示的原有电火花加工机相比，功率损耗更小。工件3和导轨60的一边相对于另一边在X-Y平面上移动，使工件3形成包括弧状部分和直线部分的轮廓。

导轨60不一定仅限于图4A的实施例。图6表示在导轨63上形成了与导轨63的轮廓基本相似的孔64。除了形成了孔64这一点外，导轨63与导轨60是一样的，导轨63的细长边缘65，要有足够的宽度，以便能承受切割线4的张力和在加工间隙内的放电压力而保持其轮廓不变。例如当使用直径0.6mm的切割线4时，边缘65的宽度应为0.4-1.0mm。一边通过导轨63向沿导轨63的边缘移动的切割线4供应功率，一边使四方柱形状的工件3相对于导轨63进行移动，这样即可切除工件3的一部分3a。

本发明的目的并非仅限于与公开的形状完全相同的东西，而是要表明通过上述说明可以看出能够进行许多改进和变化。为了说明发明的本质及其实际应用。选择了上述实施例。发明的范围由附件权利要求来进行定义。

Claims (6)

1.一种电火花加工机，它利用电火花来加工工件，使其形成曲线轮廓以及与该曲线轮廓相连的直线轮廓，

其特征在于包括：

切割线电极；

线成形装置，用于使上述线电极沿其轴线方向形成凹槽；

导轨，其上形成了与上述工件曲线轮廓相对应的曲线边缘，以及与上述曲线边缘相连的直线连缘，上述直线边缘和上述曲线边缘可以和上述切割线电极的上述凹槽相嵌合；

移动装置，用于使上述切割线电极沿上述导轨的上述直线边缘和上述曲线边沿进行移动；以及

供电装置，用于把电源功率供给到上述工件和上述切割线电极之间所形成的加工间隙内。

2.如权利要求1所述的电火花加工机，其特征在于上述导轨是导电性的，从上述供电装置提供的功率通过上述导轨供给到上述切割线电极上。

3.如权利要求1所述的电火花加工机，其特征在于，上述导轨和上述线成形装置被布置成能使上述切割线电极在上述曲线边缘和上述直线边缘的交点与上述线成形装置之间进行直线移动。

4.如权利要求1所述的电火花加工机，其特征在于包括防扭曲装置，该装置设置在上述导轨和上述线成形装置之间，用于防止上述切割线电极扭曲。

5.如权利要求1所述的电火花加工机，其特征在于还包括使上述工件旋转的装置。

6.一种电火花加工方法，它利用电火花来加工工件，使其形成曲线轮廓以及与该曲线轮廓相连的直线轮廓，其特征在于包括以下程序步骤：

使切割线电极沿其轴线方向形成凹槽；

提供这样一种导轨，其上形成了与上述曲线轮廓相对应的曲线边缘，以及与上述曲线边缘相连的直线边缘；

使上述切割线电极的凹槽嵌合到上述曲线边缘和上述直线边缘上，使上述切割线电极沿上述导轨的边缘移动；

把功率供给到上述工件和上述切割线电极之间所形成的加工间隙内；以及

使上述工件和上述导轨的一边与另一边做相对的移动。

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