CN1706581A - 高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构 - Google Patents

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邢庭元
杨海东
张崇高
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Hefei Polytechnic University
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Abstract

本发明涉及高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构。所要解决的问题是电极丝张紧力不恒定、加工精度低的问题。特点是；张紧机构包括张紧导轮、可逆电机和电压控制器；张紧导轮包括固定导轮和移动导轮；移动导轮设于移动导轮架上，移动导轮架外侧通过牵引索绕设在位于可逆电机输出端轴上的绕索轮上，通过调节可逆电机电压实现对电极丝张力的自动控制。本发明大大提高了加工精度，加工件的表面黑白条纹明显减少，加工效率提高10％以上，同时电极丝的使用寿命得到提高。本发明结构简单，穿丝方便，易于操作。

Description

高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构
技术领域
本发明涉及高速线切割机床的电极丝张力控制器。
背景技术
高速走丝线切割机床是适合中等精度切割，加工各种复杂形状的模具及单件齿轮、花键、尖角、窄缝类零件，具有速度快、周期短等优点，应用非常普及。高速走丝的线切割机床的电极丝主要是采用钼丝，电极丝运动速度快，通常为8-12米/秒，而且是双向往返循环运行。但这种机床的的电极丝在加工过程中会产生松弛，进而偏离加工位置，导致加工过程不稳定，严重影响加工精度和表面质量。为使加工过程保持电极丝的张力恒定，人们设计了以下几种电极丝张力控制装置：
1、弹簧式张力控制器，它是仿手工用导轮紧丝的方法设计的，具体结构是在丝架上安装一付由弹簧、平衡臂、紧丝导轮和支架组成的弹簧张力控制器；该机构作用在紧丝导轮组件上的垂直分力与平衡臂仰角有关，而平衡臂仰角与弹簧伸长量有关，因而该控制器实际很难使张力恒定，而且这种张力控制器紧丝长度非常有限。
2、重锤张力控制器，该装置加工开始时电极丝张紧，配重在某一起始位置，紧丝轮组件处于暂时平衡状态，当电极丝松弛时，重锤对紧丝导轮组件的拉力大于电极丝张力，重锤下降，紧丝导轮组件被拉动向移动位置，将电极丝始终拉紧。该装置电极丝张开角度随紧丝导轮组件在导轨中的位置不同而变化，因为重锤质量已定，故电极丝张力是电极丝张开角度的函数，因而电极丝张力不能恒定；另一方面，重锤吊挂灵敏度不高，不易管理。
3、电磁式张力控制器，由于采用磁粉离合器或磁粉制动器作为控制元件，必须更改现有的走丝系统和线路，在高速走丝机床上不易实现。
4、为了满足在运行过程中保持电极丝张力恒定的技术要求，本发明人研制了机一电张力控制器，包括电极丝工作导轮和张紧导轮，在贮丝筒与张紧导轮之间的上、下电极丝处分别设有单支承辅助导轮；张力调节采用滚动导轨、滑轮、牵引丝、卷丝轮和可逆电机。该装置可保持电极丝张力恒定，使加工过程稳定，工艺效果明显提高；但是其缺点是：结构不够紧凑，穿丝不方便。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可保持电极丝张力恒定、结构简单、穿丝方便、工艺效果更好的高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构。
本发明的目的是这样实现的：
1、高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构，包括支架、工作导轮和张紧机构；张紧机构包括张紧导轮、可逆电机和电压控制器；
所述张紧导轮包括固定导轮6和移动导轮5，固定导轮6固定设于贮丝筒7一侧的支架上，移动导轮5设于移动导轮架4上，移动导轮架4位于固定导轮6外侧的支架上；
移动导轮架4外侧连接着牵引索3，牵引索3的另一端绕设在绕绳轮2上，绕索轮2设于可逆电机1的输出轴上，可逆电机1设于支架一侧，电压控制器与可逆电机1相联。
2、所述移动导轮架4位于导轨内，导轨设于支架上，导轨外侧端部对应设有引导轮9；牵引索3跨绕在引导轮9上，一端连接着移动导轮架4，另一端连接着绕索轮2。
3、所述可逆电机为单向交流齿轮减速可逆电动机。
所述电压控制器改变可逆电动机工作电压控制可逆电动机的输出转矩实现自动补偿，达到恒张紧力的目的。
本发明所具有的有益技术效果是：
1、通过改变可逆电机的电枢电压，调整移动导轮的位置，从而方便精确地控制电极丝的张力，并保持电极丝张力恒定。与现有技术相比，本发明大大提高了加工精度，加工误差减小1-2μm，加工件的表面黑白条纹明显减少，粗糙度降低1μm左右，加工效率提高10％以上，同时电极丝的使用寿命得到提高。
2、本发明采用了一付单支承导轮来限制电极丝水平方向位置，简化了结构，使穿丝方便，易于操作。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图1中，1.可逆电机，2.绕绳轮，3.牵引索，4.移动导轮架，5.移动导轮，6.固定导论，7.贮丝筒，8.工作导轮，9.引导轮。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1：
本实施例包括支架、工作导轮8和张紧机构，张紧机构包括张紧导轮、可逆电机1和电压控制器。
张紧导轮包括固定导轮6和移动导轮5，固定导轮6固定安装于贮丝筒7一侧的支架上，移动导轮5安装于移动导轮架4上，移动导轮架4位于固定导轮6外侧的支架上；移动导轮架4外侧连接着牵引索3，牵引索3的另一端绕设在绕索轮2上，绕索轮2固定安装于可逆电机1的输出轴上，可逆电机1固定于支架一侧，电压控制器与可逆电机1相联。
移动导轮架4位于导轨内，导轨固定安装于支架上，导轨外侧端部对应安装有引导轮9；牵引索3跨绕在引导轮9上，一端连接着移动导轮架4，另一端连接着绕索轮2。
可逆电机1为单向交流齿轮减速可逆电动机。
电压控制器改变可逆电动机工作电压控制可逆电动机的输出转矩实现自动补偿，达到恒张紧力的目的。
本实施例可逆电机电压与电极丝张力的参数关系如下表：
  电机输入电压(伏特)   160   158   153   150   145   143   135   133
  电极丝工作张力(牛顿)   5.64   5.40   5.15   4.91   4.66   4.42   4.17   3.93
本实施例所采用的电极丝及推荐张力参数如下表：
  电极丝直径(毫米)   0.12   0.13
  推荐张力(牛顿)   4.5   5.0
本实施例的工作原理是：根据事先设定的张力参数，通过改变可逆电机的电枢电压，带动绕索轮转动，牵引索拉紧移动导轮架在导轨上移动，进而张紧电极丝，达到精确地控制电极丝张力的效果。

Claims (3)

1、高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构，包括支架、工作导轮和张紧机构，其特征在于：张紧机构包括张紧导轮、可逆电机和电压控制器；
所述张紧导轮包括固定导轮(6)和移动导轮(5)，固定导轮(6)固定设于贮丝筒(7)一侧的支架上，移动导轮(5)设于移动导轮架(4)上，移动导轮架(4)位于固定导轮(6)外侧的支架上；
所述移动导轮架(4)外侧连接着牵引索(3)，牵引索(3)的另一端绕设在绕绳轮(2)上，绕索轮(2)设于可逆电机(1)的输出轴上，可逆电机(1)设于支架一侧，电压控制器与可逆电机(1)相联。
2、根据权利要求1所述的高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构，其特征在于：所述移动导轮架(4)位于导轨内，导轨设于支架上，导轨外侧端部对应设有引导轮(9)；牵引索(3)跨绕在引导轮(9)上，一端连接着移动导轮架(4)，另一端连接着绕索轮(2)。
3、根据权利要求1所述的高速线切割机床电极丝自动补偿张紧机构，其特征在于：所述可逆电机为单向交流齿轮减速可逆电动机。
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