CN116618768B - 一种电火花线切割机及其切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电火花线切割机及其切割方法，包括安装箱，所述安装箱的内部一侧中间设有上下并排的伸缩杆，所述伸缩杆的一端穿过安装箱的外部，且伸缩杆穿过安装箱的一端安装有切割位绷紧轮，所述安装箱的上下侧均设有补偿杆，所述补偿杆靠近切割位绷紧轮的一端安装有补偿轮，所述伸缩杆与补偿杆交错设置，相邻的所述伸缩杆与补偿杆为一组导丝组件，所述安装箱的内部设有能够驱动同一组导丝组件中伸缩杆与补偿杆相对或相向运动的驱动机构，本发明的切割位绷紧轮能够被移动，进而二者之间的电极丝位置能够调整，进而调整电极丝的位置，使得电极丝能够在不同位置切割。
Description
技术领域
本发明涉及电火花切割技术领域，具体为一种电火花线切割机及其切割方法。
背景技术
电火花线切割加工是一种通过浸没在液体介质(煤油或水)中的电极丝和工件之间的系列放电去除材料的热电过程。经过近半个世纪的发展，该技术已十分成熟，达到了相当高的工艺水平，并广泛应用于航空、汽车、模具及其它材料加工领域，尤其是在复杂形状的高硬度、高强度、耐高温工件的加工应用上具有相当重要的地位。
根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床，其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是低速走丝电火花线切割机床，其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低；
而现有技术中的电极丝在走丝时，切割位置被绷紧的电极丝位置是不能够发生变化的，这是由于一方面下方工件的底座会移动，所以不需要电极丝移动，另一方面电极丝在移动时，会产生电极丝自身的张紧度变化，进而影响走丝稳定性，影响切割效果；
而电极丝位置不能够调整的情况下，一旦设备较小，下方工件底座的移动距离就会受限，此时一旦切割行程小于底座移动距离，则不能够继续切割。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电火花线切割机及其切割方法，以解决现有技术中设备较小时下方工件底座的移动距离就会受限，此时一旦切割行程小于底座移动距离，则不能够继续切割的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电火花线切割机，包括安装箱，所述安装箱的内部一侧中间设有上下并排的伸缩杆，所述伸缩杆的一端穿过安装箱的外部，且伸缩杆穿过安装箱的一端安装有切割位绷紧轮，所述安装箱的上下侧均设有补偿杆，所述补偿杆靠近切割位绷紧轮的一端安装有补偿轮，所述伸缩杆与补偿杆交错设置，相邻的所述伸缩杆与补偿杆为一组导丝组件，所述安装箱的内部设有能够驱动同一组导丝组件中伸缩杆与补偿杆相对或相向运动的驱动机构；
所述安装箱的内部远离切割位绷紧轮的同一侧安装有上下并排的卷轮，且两个所述卷轮的中轴上安装有能够咬合的大齿轮。
进一步的，所述卷轮分别为收卷轮与放卷轮，所述安装箱上安装有用于驱动其中一个卷轮旋转的收放卷电机，所述卷轮的中轴通过轴承转动安装在安装箱的内壁上。
进一步的，所述伸缩杆为主齿板，所述补偿杆为补偿齿板，所述驱动机构包括啮合在补偿齿板与主齿板之间的主齿轮，两个所述主齿轮上设有主旋转组件。
进一步的，所述主旋转组件包括固定在主齿轮中轴上的第一皮带轮、传动连接两个第一皮带轮的第一皮带以及用于驱动其中一个第一皮带轮转动的主电机。
进一步的，所述补偿齿板与主齿板的内部均插入有主导向杆，所述主导向杆的另一端固定有安装板，且主导向杆的外部套设有减震弹簧，且减震弹簧位于主齿板与补偿齿板的外部。
进一步的，所述伸缩杆为内螺纹主筒，所述补偿杆为内螺纹补偿筒，所述内螺纹主筒与内螺纹补偿筒的内部均螺纹连接有丝杆，所述丝杆的另一端位置设有安装板，且丝杆与安装板通过轴承转动连接，所述安装箱的内部靠近切割位绷紧轮的一端固定有导向板，所述内螺纹补偿筒与内螺纹主筒均穿过导向板。
进一步的，所述安装板远离导向板的一侧设有能够驱动丝杆旋转的丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构包括固定丝杆一端的传导齿轮，同一组所述传导齿轮相互啮合，其中一个所述传导齿轮的一侧啮合有主动齿轮，所述安装箱的内部安装有用于驱动主动齿轮在转动的丝杆电机，中部的两个所述丝杆上均固定有第二皮带轮，两个所述第二皮带轮之间传动连接有第二皮带。
进一步的，所述导向板的上下侧均安装有上导向轮。
进一步的，所述卷轮的上方靠近伸缩杆的一侧设有尾部导向轮。
进一步的，所述尾部导向轮包括通过轴承转动安装在安装箱内部的轮轴、固定在轮轴中部的轮体、固定在轮体圆周两侧的限位环以及滑动连接在轮体两侧的缓冲环，所述缓冲环的外侧面与限位环的内侧面之间连接有补偿弹簧。
一种电火花线切割机的切割方法，包括以下步骤：
S1：收放卷电机工作，能够使得其中一个卷轮旋转，由于两个卷轮之间采用大齿轮连接，可使两个两个卷轮转动方向相反，进而保证其中一个卷轮收卷，另一个卷轮放卷，进而此时两个切割位绷紧轮之间的电极丝能够进行切割做作业；
S2：在驱动机构带动伸缩杆伸缩时，可使得两个切割位绷紧轮的位置同步发生移动，进而调整电极丝的切割位置；
S3：在调整切割位绷紧轮位置时，整个电极丝的张紧度会发生变化，为了调整张紧度，设置补偿轮，驱动机构能够同步驱动切割位绷紧轮与补偿轮向着相反的方向运动，进而补偿轮能够补偿整个电极丝的张紧度变化。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的切割位绷紧轮能够被移动，进而二者之间的电极丝位置能够调整，进而调整电极丝的位置，使得电极丝能够在不同位置切割，并且在较小的设备中，下方工件座已经移动到最大限度时，可调整电极丝的位置来进行继续切割，使得本装置适用性强，由于本结构的设置，还可将原有较大的设备调整到较小，本装置亦可适应；
2、本发明设置了补偿轮，补偿轮一方面能够给电极的移动进行导向，另一方面其能够在切割位绷紧轮移动时，做与其方向相反的运动，进而调整电极丝的张紧度，避免电极丝在切割位绷紧轮位置调整时产生变化而影响走丝稳定性；
3、本发明设置在主齿板和补偿齿板的导向杆上均设置了弹簧，弹簧能够给移动的齿板以及转动的齿轮进行减震，减少切割位绷紧轮与补偿轮的抖动，保证电极丝的稳定形；
4、本发明的尾部导向轮设置了补偿弹簧，由于卷轮在缠绕时，电极丝会卷绕成具有一定厚度，即电极丝的位置会在卷轮上产生细微的变化，电极丝能够挤压缓冲环，使得补偿弹簧能够对缓冲环进行缓冲，来减少电极丝的磨损。
附图说明
图1为本发明一种电火花线切割机及其切割方法实施例一的整体图；
图2为本发明一种电火花线切割机及其切割方法实施例一的内部结构示意图；
图3为本发明一种电火花线切割机及其切割方法实施例一中将安装箱剖开的示意图；
图4为本发明一种电火花线切割机及其切割方法图2的另一视角图；
图5为本发明一种电火花线切割机及其切割方法补偿轮与切割位绷紧轮的移动阀值图；
图6为本发明一种电火花线切割机及其切割方法实施例二的内部结构示意图；
图7为本发明一种电火花线切割机及其切割方法图6的另一视角图；
图8为本发明一种电火花线切割机及其切割方法第二皮带轮的安装示意图；
图9为本发明一种电火花线切割机及其切割方法中尾部导向轮未安装其中一个限位环的结构示意图；
图10为本发明一种电火花线切割机及其切割方法中尾部导向轮的分解图。
图中：1、安装箱；2、补偿轮；3、补偿齿板；4、切割位绷紧轮；5、主齿板；6、主齿轮；7、主旋转组件；71、第一皮带轮；72、第一皮带；73、主电机；8、尾部导向轮；81、限位环；82、缓冲环；83、轮体；84、轮轴；85、补偿弹簧；9、卷轮；10、大齿轮；11、安装板；12、主导向杆；13、减震弹簧；15、收放卷电机；17、丝杆驱动机构；171、传导齿轮；172、主动齿轮；173、丝杆电机；174、第二皮带；175、第二皮带轮；19、内螺纹补偿筒；20、丝杆；21、上导向轮；22、导向板；23、内螺纹主筒。
具体实施方式
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，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1和图2所示，本发明提供一种技术方案：一种电火花线切割机，包括安装箱1，安装箱1的内部一侧中间设有上下并排的伸缩杆，伸缩杆的一端穿过安装箱1的外部，且伸缩杆穿过安装箱1的一端安装有切割位绷紧轮4，安装箱1的上下侧均设有补偿杆，补偿杆靠近切割位绷紧轮4的一端安装有补偿轮2，伸缩杆与补偿杆交错设置，电极丝按照图2的方式绕过补偿轮2与切割位绷紧轮4，此时的两个切割位绷紧轮4能够将电极丝绷紧，进而两个切割位绷紧轮4之间的电极丝处于工作状态，而由于设备体积有限，下方工件台的移动位置也有限，通过调整两个切割位绷紧轮4的位置即可调整工作状态下的电极丝的位置，以实现更大限度的切割。
如图2，而在调整切割位绷紧轮4位置时，整个电极丝的张紧度会发生变化，为了调整张紧度，将相邻的伸缩杆与补偿杆为一组导丝组件，安装箱1的内部设有能够驱动同一组导丝组件中伸缩杆与补偿杆相对或相向运动的驱动机构，此时与切割位绷紧轮4运动方向相反的补偿轮2能够对电极丝的松紧度进行调整，使得电极丝的松紧度不变，保证走丝稳定。
如图2，在安装箱1的内部远离切割位绷紧轮4的同一侧安装有上下并排的卷轮9，且两个卷轮9的中轴上安装有能够咬合的大齿轮10，进而两个卷轮9能够一个正转一个反转，实现两个卷轮9分别为收卷轮与放卷轮，安装箱1上安装有用于驱动其中一个卷轮9旋转的收放卷电机15，卷轮9的中轴通过轴承转动安装在安装箱1的内壁上，综上可使得其中一个收卷时，另一个放卷。
一种电火花线切割机的切割方法，包括以下步骤：
S1：收放卷电机15工作，能够使得其中一个卷轮9旋转，由于两个卷轮9之间采用大齿轮10连接，可使两个两个卷轮9转动方向相反，进而保证其中一个卷轮9收卷，另一个卷轮9放卷，进而此时两个切割位绷紧轮4之间的电极丝能够进行切割做作业；
S2：在驱动机构带动伸缩杆伸缩时，可使得两个切割位绷紧轮4的位置同步发生移动，进而调整电极丝的切割位置；
S3：在调整切割位绷紧轮4位置时，整个电极丝的张紧度会发生变化，为了调整张紧度，设置补偿轮2，驱动机构能够同步驱动切割位绷紧轮4与补偿轮2向着相反的方向运动，进而补偿轮2能够补偿整个电极丝的张紧度变化。
实施例一：
如图2、图3、图4和图5所示，伸缩杆为主齿板5，补偿杆为补偿齿板3，驱动机构包括啮合在补偿齿板3与主齿板5之间的主齿轮6，两个主齿轮6上设有主旋转组件7，在两个主齿轮6同步转动时，可使得两个主齿板5同步向左或向右移动，两个补偿齿板3同步向左或向右移动，主齿板5移动起到调整工作状态下电极丝的位置的作用，补偿齿板3的移动起到对电极丝张紧度调整的作用。
如图4，在本实施例中，优选的，主旋转组件7包括固定在主齿轮6中轴上的第一皮带轮71、传动连接两个第一皮带轮71的第一皮带72以及用于驱动其中一个第一皮带轮71转动的主电机73，进而主电机73可借第一皮带72与第一皮带轮71的作用使两个主齿轮6同步转动，进而保证两个切割位绷紧轮4的移动距离相同，保证走丝稳定。
结合图4，为了实现补偿齿板3与主齿板5的稳定移动，在补偿齿板3与主齿板5的内部均插入有主导向杆12，进而在补偿齿板3与主齿板5移动时，能够沿着主导向杆12进行移动，使其稳定移动，而在主导向杆12的另一端固定有安装板11，且主导向杆12的外部套设有减震弹簧13，且减震弹簧13位于主齿板5与补偿齿板3的外部，进而减震弹簧13可减小齿轮齿板运行的机械震动，进一步保证补偿轮2与切割位绷紧轮4的稳定性。
实施例二：
如图6、图7和图8所示，在本实施例中，伸缩杆为内螺纹主筒23，补偿杆为内螺纹补偿筒19，内螺纹主筒23与内螺纹补偿筒19的内部均螺纹连接有丝杆20，在丝杆20转动时，能够驱动内螺纹主筒23与内螺纹补偿筒19产生位移，进而使其能够调整补偿轮2与切割位绷紧轮4的位置。
在本实施例中，安装板11远离导向板22的一侧设有能够驱动丝杆20旋转的丝杆驱动机构17，丝杆驱动机构17可驱动内螺纹主筒23与内螺纹补偿筒19的运动方向相反，这里的丝杆驱动机构17包括固定丝杆20一端的传导齿轮171，同一组传导齿轮171相互啮合，进而使得内螺纹主筒23上的丝杆20与内螺纹补偿筒19上的丝杆20的转动方向相反，以实现内螺纹主筒23与内螺纹补偿筒19的运动方向相反，并且在两个同一组的其中一个传导齿轮171的一侧啮合有主动齿轮172，安装箱1的内部安装有用于驱动主动齿轮172在转动的丝杆电机173，丝杆电机173可借主动齿轮172的作用来使其中一个传导齿轮171旋转，而为了实现上下两个内螺纹主筒23的转动方向相同，中部的两个丝杆20上均固定有第二皮带轮175，两个第二皮带轮175之间传动连接有第二皮带174，实现二者的同步转动。
如图6，在丝杆20的另一端位置设有安装板11，且丝杆20与安装板11通过轴承转动连接，进而实现丝杆20的安装，在安装箱1的内部靠近切割位绷紧轮4的一端固定有导向板22，内螺纹补偿筒19与内螺纹主筒23均穿过导向板22，以保证内螺纹补偿筒19与内螺纹主筒23的稳定移动，优选的，为了避免电极丝经过导向板22时与导向板22之间产生磨损，正在导向板22的上下侧均安装有上导向轮21，起到抬高电极丝的作用。
综上两个实施例中，参照图2和图6，在卷轮9的上方靠近伸缩杆的一侧设有尾部导向轮8，进而可将导丝进行导向，使导丝到达卷轮9上。
如图9和图10所示，在导丝经过尾部导向轮8时，由于卷轮9在缠绕时，电极丝会卷绕成具有一定厚度，即电极丝的位置会在卷轮9上产生细微的变化，为了对这个变化量进行缓冲，以减小电极丝位置变化时的绷紧程度，这里的尾部导向轮8包括通过轴承转动安装在安装箱1内部的轮轴84、固定在轮轴84中部的轮体83、固定在轮体83圆周两侧的限位环81以及滑动连接在轮体83两侧的缓冲环82，缓冲环82的外侧面与限位环81的内侧面之间连接有补偿弹簧85，进而当电极丝经过轮体83时，其在卷轮9上产生细微的变化，电极丝能够挤压缓冲环82，使得补偿弹簧85能够对缓冲环82进行缓冲。
本发明的工作原理：在使用本装置时，收放卷电机15工作，能够使得其中一个卷轮9旋转，由于两个卷轮9之间采用大齿轮10连接，可使两个两个卷轮9转动方向相反，进而保证其中一个卷轮9收卷，另一个卷轮9放卷，进而此时两个切割位绷紧轮4之间的电极丝能够进行切割做作业；
在驱动机构带动伸缩杆伸缩时，可使得两个切割位绷紧轮4的位置同步发生移动，进而调整电极丝的切割位置；
同时，在调整切割位绷紧轮4位置时，整个电极丝的张紧度会发生变化，为了调整张紧度，所以设置了补偿轮2，驱动机构能够同步驱动切割位绷紧轮4与补偿轮2向着相反的方向运动，进而补偿轮2能够补偿整个电极丝的张紧度变化，而补偿轮2与切割位绷紧轮4的运动最大限度即为图1和图5所示的两种状态；
在第一中方案中，主电机73可借第一皮带72与第一皮带轮71的作用使两个主齿轮6同步转动，进而使得两个切割位绷紧轮4运动方向与两个补偿轮2的运动方向相反，而在补偿齿板3与主齿板5移动时，能够沿着主导向杆12进行移动，使其稳定移动，减震弹簧13可减小齿轮齿板运行的机械震动，进一步保证补偿轮2与切割位绷紧轮4的稳定性保证走丝稳定；
在第二种方案中，丝杆电机173可借主动齿轮172的作用来使其中一个传导齿轮171旋转，而为了实现上下两个内螺纹主筒23的转动方向相同，中部的两个丝杆20上均固定有第二皮带轮175，两个第二皮带轮175之间传动连接有第二皮带174，实现二者的同步转动，进而实现使得两个切割位绷紧轮4运动方向与两个补偿轮2的运动方向相反；
在导丝经过尾部导向轮8时，由于卷轮9在缠绕时，电极丝会卷绕成具有一定厚度，即电极丝的位置会在卷轮9上产生细微的变化，电极丝能够挤压缓冲环82，使得补偿弹簧85能够对缓冲环82进行缓冲，来减少电极丝的磨损。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电火花线切割机，包括安装箱(1)，其特征在于：所述安装箱(1)的内部一侧中间设有上下并排的伸缩杆，所述伸缩杆的一端穿过安装箱(1)的外部，且伸缩杆穿过安装箱(1)的一端安装有切割位绷紧轮(4)，所述安装箱(1)的上下侧均设有补偿杆，所述补偿杆靠近切割位绷紧轮(4)的一端安装有补偿轮(2)，所述伸缩杆与补偿杆交错设置，相邻的所述伸缩杆与补偿杆为一组导丝组件，所述安装箱(1)的内部设有能够驱动同一组导丝组件中伸缩杆与补偿杆相对或相向运动的驱动机构；
所述安装箱(1)的内部远离切割位绷紧轮(4)的同一侧安装有上下并排的卷轮(9)，且两个所述卷轮(9)的中轴上安装有能够咬合的大齿轮(10)；
两个所述卷轮(9)分别为收卷轮与放卷轮，所述安装箱(1)上安装有用于驱动其中一个卷轮(9)旋转的收放卷电机(15)，所述卷轮(9)的中轴通过轴承转动安装在安装箱(1)的内壁上；
所述伸缩杆为主齿板(5)，所述补偿杆为补偿齿板(3)，所述驱动机构包括啮合在补偿齿板(3)与主齿板(5)之间的主齿轮(6)，两个所述主齿轮(6)上设有主旋转组件(7)；
所述主旋转组件(7)包括固定在主齿轮(6)中轴上的第一皮带轮(71)、传动连接两个第一皮带轮(71)的第一皮带(72)以及用于驱动其中一个第一皮带轮(71)转动的主电机(73)；
所述补偿齿板(3)与主齿板(5)的内部均插入有主导向杆(12)，所述主导向杆(12)的另一端固定有安装板(11)，且主导向杆(12)的外部套设有减震弹簧(13)，且减震弹簧(13)位于主齿板(5)与补偿齿板(3)的外部；
所述卷轮(9)的上方靠近伸缩杆的一侧设有尾部导向轮(8)；所述尾部导向轮(8)包括通过轴承转动安装在安装箱(1)内部的轮轴(84)、固定在轮轴(84)中部的轮体(83)、固定在轮体(83)圆周两侧的限位环(81)以及滑动连接在轮体(83)两侧的缓冲环(82)，所述缓冲环(82)的外侧面与限位环(81)的内侧面之间连接有补偿弹簧(85)。
2.根据权利要求1所述的一种电火花线切割机，其特征在于：所述伸缩杆为内螺纹主筒(23)，所述补偿杆为内螺纹补偿筒(19)，所述内螺纹主筒(23)与内螺纹补偿筒(19)的内部均螺纹连接有丝杆(20)，所述丝杆(20)的另一端位置设有安装板(11)，且丝杆(20)与安装板(11)通过轴承转动连接，所述安装箱(1)的内部靠近切割位绷紧轮(4)的一端固定有导向板(22)，所述内螺纹补偿筒(19)与内螺纹主筒(23)均穿过导向板(22)。
3.根据权利要求2所述的一种电火花线切割机，其特征在于：所述安装板(11)远离导向板(22)的一侧设有能够驱动丝杆(20)旋转的丝杆驱动机构(17)，所述丝杆驱动机构(17)包括固定丝杆(20)一端的传导齿轮(171)，同一组所述传导齿轮(171)相互啮合，其中一个所述传导齿轮(171)的一侧啮合有主动齿轮(172)，所述安装箱(1)的内部安装有用于驱动主动齿轮(172)在转动的丝杆电机(173)，中部的两个所述丝杆(20)上均固定有第二皮带轮(175)，两个所述第二皮带轮(175)之间传动连接有第二皮带(174)。
4.根据权利要求3所述的一种电火花线切割机，其特征在于：所述导向板(22)的上下侧均安装有上导向轮(21)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种电火花线切割机的切割方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：收放卷电机(15)工作，能够使得其中一个卷轮(9)旋转，由于两个卷轮(9)之间采用大齿轮(10)连接，可使两个卷轮(9)转动方向相反，进而保证其中一个卷轮(9)收卷，另一个卷轮(9)放卷，进而此时两个切割位绷紧轮(4)之间的电极丝能够进行切割做作业；
S2：在驱动机构带动伸缩杆伸缩时，可使得两个切割位绷紧轮(4)的位置同步发生移动，进而调整电极丝的切割位置；
S3：在调整切割位绷紧轮(4)位置时，整个电极丝的张紧度会发生变化，为了调整张紧度，设置补偿轮(2)，驱动机构能够同步驱动切割位绷紧轮(4)与补偿轮(2)向着相反的方向运动，进而补偿轮(2)能够补偿整个电极丝的张紧度变化。
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