CN202684250U - 倾斜切割的线切割工具及由其加工的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种倾斜切割的线切割工具及由其加工的模具，能够调整线切割工具中电极丝与水平的板材之间的夹角，从而能够以倾斜的切割方式套割一块板材来同时得到凹模和凹凸模，且所述凹模和凹凸模各自工作面的尺寸要求符合根据零件冲裁间隙的要求；将这组相配合的凹模和凹凸模装配到模具中，并使用该模具对工件进行冲裁加工后，能够得到符合毛刺大小要求的成品零件。本实用新型尤其是在套割形成符合要求的凹模和凹凸模时，能够减少一次走丝时间，节省了工时和材料成本。

Description

倾斜切割的线切割工具及由其加工的模具

技术领域

本实用新型涉及一种线切割工具及由其加工形成的模具，特别涉及一种基于斜割法完成套割的线切割工具，以及由该工具加工形成的模具。

背景技术

电火花线切割简称线切割。它是在电火花穿孔、成形加工的基础上发展起来的。它不仅使电火花加工的应用得到了发展，而且某些方面已取代了电火花穿孔、成形加工。如今，线切割机床已占电火花机床的大半。

配合参见图1、图2所示，现有的线切割工具设置有一个机床105，绕在运丝筒104上的电极丝101沿运丝筒104的回转方向以一定的速度移动，装在机床105工作台上的板材103根据工作台的预定控制轨迹相对于电极丝101做成型运动。脉冲电源106的一极接板材，另一极接电极丝101；在板材103与电极丝101之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液，电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙，连续不断的脉冲放电就在板材103上切出了所需的形状和尺寸。一般，线切割使用的电极丝101是直径0.2mm的钼丝，并且具体实现切割作业的那一段钼丝与板材103是相互垂直的（见图1）。

以一个板材的具体结构及加工尺寸为例，假设我们最终需要加工形成一个冲裁模具或成型模具中配合使用的凹模和凹凸模，所述凹模具体在一个板材上通过线切割的套割工艺开设有一个长宽尺寸在70mm×35mm的开孔，所述开孔位于板材的中间，且在该板材的厚度方向贯通设置。假定由该模具冲裁的工件厚度为0.6mm，则两者的单面间隙理论上只需要0.03mm，即是说，与之配合使用的所述凹凸模具体是一个长宽尺寸在69.94mm×34.94mm的板状模具。

如图3所示，在加工凹模300的时候，当使用上述图1、图2所述的线切割机床以直径0.2mm的钼丝在一个板材上沿长宽尺寸为70mm×35mm范围走丝一圈形成所述凹模300的开孔后，这个凹模300的开孔尺寸符合要求。但是，通过上述方法套割余下的部分虽然也是一个板状材料600，但是这个套割剩余的板状材料600的长宽尺寸只有69.6mm×34.6mm，小于要求的尺寸。即是说，由于在加工时钼丝与板材是相互垂直的（见图1），则在加工形成的凹模300与套割剩余的板状材料600之间具有0.2mm的单面间隙700（图3中对该间隙700采用了放大的画法），这一间隙700与钼丝的直径相一致。如果将图3中所述剩余的板状材料600作为凹凸模与图3中的凹模300在冲裁模具或成型模具中配合使用时，所述0.2mm的间隙会在后续由该冲裁模具或成型模具加工的成品的过程中，成为影响成品毛刺大小的主要因素，间隙过大会在成品上出现明显的毛刺。

因此，利用现有的线切割工艺时，需要使用两块板材分别制作凹模和凹凸模，还需要两次线切割走丝时间，不仅浪费了大量的材料，还大大增加了加工时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种倾斜切割的线切割工具及由其加工的模具，在线切割机床中使得实际进行加工的那一段钼丝与水平放置的板材之间保持一定的倾斜角度，从而能够利用斜割法在一块板材上同时套割形成凹模和凹凸模，有效节省了工时和材料成本。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种倾斜切割的线切割工具，所述线切割工具中设置有一个机床，绕在一个运丝筒上并沿所述运丝筒的回转方向以设定的速度移动的电极丝，以及一个脉冲电源；所述脉冲电源的一个电极连接至待切割的一个板材，另一个电极连接至所述电极丝；待切割的板材装在机床工作台上，并根据工作台的预定控制轨迹相对于所述电极丝做成型运动；

被转动的运丝筒传送到实际切割加工位置的那一段电极丝与竖直方向存在有设定的夹角θ，即，位于实际切割加工位置的那一段电极丝与水平放置在工作台上的板材之间形成有设定的倾斜角度90°－θ；

在所述板材与所述电极丝之间保持有放电间隙且喷洒有工作液，通过电极之间的脉冲放电在所述板材上套割，来同时形成互相配合的两个模板，使得其中一个内侧模板能够置于另一个外围模板中间切割形成的开孔内，并且内侧模板的边缘与外围模板的开孔边缘之间保持有设定的间隙距离。

所述线切割工具中处在实际切割加工位置的那一段电极丝与竖直方向存在的夹角θ，等于所述内侧模板的侧壁与竖直方向之间的夹角，该夹角θ的计算公式为θ = arctan [(a-b)/h]，其中a是所述电极丝的直径；b是根据等待两个模板冲裁的工件的厚度设定的单面冲裁间隙；h是所述板材的厚度。

本实用新型的另一个技术方案是提供一种模具，使用上述的倾斜切割的线切割工具加工该模具中配合使用的两个模板，所述模具是一种冲裁模具或塑型模具，两个所述模板分别是从一个板材上套割后同时形成的一个凹模和一个凹凸模；

所述凹模和凹凸模的厚度相同，其中凹凸模为一个梯形体，且凹凸模的顶面作为工作面，该顶面的面积大于该凹凸模底面的面积；并且，所述凹凸模的侧壁与竖直方向之间存在的夹角，等于所述线切割工具中处在实际切割加工位置的那一段电极丝与竖直方向存在的夹角θ；

所述凹模的底面作为工作面；该凹模的中间通过套割形成有穿过该凹模的开孔，且所述开孔是与所述凹凸模相配合的梯形体，即，所述开孔在凹模底面的开口面积大于该开孔在凹模顶面的开口面积；所述凹凸模能够置于凹模的开孔内，并在该凹凸模的周边与凹模的开孔周边保持有设定的间隙距离；

所述夹角θ的计算公式为θ = arctan [(a-b)/h]，其中a是切割板材时使用的电极丝的直径；b是根据等待所述模具冲裁的工件的厚度设定的单面冲裁间隙；h是所述板材的厚度。

所述模具中还包含由上模板、上固定板、所述凹模和顶件器连接构成的上模，以及由卸料板、所述凹凸模、下固定板和下模板连接构成的下模；

在所述上模中，所述上模板、上固定板和凹模，用从上到下依次穿过三者的销钉横向固定，并以螺钉进行连接；所述顶件器位于所述上固定板的下方、所述凹模的开孔内，该顶件器与所述上模板之间以等高螺钉连接，在所述顶件器与所述上模板之间设置有弹簧。

在所述下模中，所述下模板和下固定板，用从下到上依次穿过两者的销钉横向固定，并以螺钉进行连接；所述凹凸模与卸料板位于所述下固定板的上方，且所述凹凸模位于卸料板的开孔内；所述凹凸模和下固定板通过销钉横向固定，再用螺钉连接；

所述卸料板与下模板之间用卸料螺钉连接，在所述卸料板与下模板之间还设置有弹簧；在所述下模的下固定板、卸料板和所述上模的凹模之间设置有导柱；

待冲裁的工件置于打开的所述上模和下模之间，并在模具闭合时由所述凹模和凹凸模来切断工件。

与现有技术相比，本实用新型所述倾斜切割的线切割工具及由其加工的模具，其优点在于：本实用新型能够调整线切割工具中电极丝与水平的板材之间的夹角，从而能够以倾斜的切割方式套割一块板材，来同时得到凹模和凹凸模，且所述凹模和凹凸模各自工作面的尺寸要求符合根据零件冲裁间隙的要求；将这组相配合的凹模和凹凸模装配到模具中，并使用该模具对工件进行冲裁加工后，能够得到符合毛刺大小要求的成品零件。本实用新型尤其是在套割形成符合要求的凹模和凹凸模时，能够减少一次走丝时间，节省了工时和材料成本。

附图说明

图1是现有一种垂直切割的机床的结构示意图；

图2是图1所示的现有机床对工件进行加工时的立体视图；

图3是使用图1所示垂直切割的机床对一板材进行套割加工后形成具有开孔的凹模和废料的结构示意图；

图4是本实用新型所述一种倾斜切割的线切割机床的结构示意图；

图5~图9是使用图4所示机床在一块板材上同时套割形成凹模和凹凸模的模具的结构示意图；其中，

图5示出的是本实用新型所述模具整体结构的前视图的剖切面；

图6示出的是本实用新型所述模具整体结构的俯视图；

图7示出的是本实用新型所述模具中凹模和凹凸模的结构俯视图及侧视图；

图8示出的是本实用新型所述模具中凹模和凹凸模的结构俯视图，其中标注了一种示例下的尺寸，省略了图7中的若干销钉及螺钉的安装孔；

图9示出的是图8所示模具中凹模和凹凸模的前视图的剖切面；

图10所示是使用本实用新型所述模具加工的一种具有示例尺寸的工件的结构俯视图。

具体实施方式

以下结合图4~图9说明本发明的具体实施方式。

如图4所示，本实用新型提供的一种倾斜切割的线切割工具，其中设置有一个机床205，绕在运丝筒204上的电极丝201沿运丝筒204的回转方向以一定的速度移动，装在机床205工作台上的板材203根据工作台的预定控制轨迹相对于电极丝201做成型运动。脉冲电源206的一极接板材，另一极接电极丝201；在板材203与电极丝201之间总是保持一定的放电间隙且喷洒工作液，电极之间的火花放电蚀出一定的缝隙，连续不断的脉冲放电就在板材203上切出了所需的形状和尺寸。线切割使用的电极丝201可以是钼丝（例如是直径0.2mm的钼丝）。

本实用新型所述线切割工具的主要特点在于，其中经由转动的运丝筒204而传送到实际切割加工位置的那一段电极丝211，与水平放置在工作台上的板材203之间形成有一定的倾斜角度，也就是说位于实际切割加工位置的那一段电极丝211与竖直方向存在有夹角θ。

如图7~图9所示相互配合的凹模和凹凸模是由上述倾斜切割的线切割工具在一个板材上同时加工形成的，所述的凹模和凹凸模适用于如图5、图6所示的一种冲裁模具或成型模具中。

如图5、图6所示模具由标号1~8的部分连接构成一个整体模架，其中包含由上模板1、上固定板2、凹模3、顶件器4组成的模架的上半部分，称为上模，以及由卸料板5、凹凸模6、下固定板7、下模板8组成的下半部分，称为下模。

具体的，在上模部分中设置的上模板1、上固定板2和凹模3，用从上到下依次穿过三者的销钉9横向固定，并以螺钉10进行连接。顶件器4位于上固定板2的下方、凹模3的开孔内，该顶件器4与上模板1之间以等高螺钉15连接，并且设置有弹簧16。

而在下模部分中设置的下模板8和下固定板7，用从下到上依次穿过两者的销钉11横向固定，并以螺钉12进行连接。凹凸模6与卸料板5位于下固定板7的上方，且凹凸模6位于卸料板5的开孔内。所述凹凸模6和下固定板7通过销钉13横向固定，再用螺钉14连接。卸料板5与下模板8之间用卸料螺钉17连接，还设置有弹簧18。在下模的下固定板7、卸料板5和上模的凹模3之间设置有导柱19。

在加工作业时，上述模具中的上模和下模打开，将工件20放入其中，则在闭合模具后，通过凹模3和凹凸模6来切断材料，由于弹簧16、18的作用，顶件器4受压上移，卸料板5受压下移；当上模和下模再次打开后，弹簧16、18使顶尖器4和卸料板5向反方向移动，便可以取出冲压完成的工件20。

请配合参见图7~图9所示，上述模具中的凹模3和凹凸模6具有能够相互配合的独特的形状：凹模3和凹凸模6的厚度相同，其中凹凸模6为一个梯形体，且凹凸模6的顶面作为工作面，其面积大于该凹凸模6底面的面积；穿过凹模3中间的开孔是与凹凸模6相配合的梯形体，即，凹模3在底面的开口面积大于在凹模3在顶面的开口面积；使得凹凸模6能够置于凹模3的开孔内，并在该凹凸模6的周边与凹模3的开孔周边保持一定的间隙距离。在图8中将凹模3和凹凸模6各自的工作面以斜线标示来表现。

根据上文的描述，上述的凹模3和凹凸模6是由图4所示具有对板材倾斜切割的电极丝的线切割工具，在同一个板材上走丝一圈套割形成的。正因为本实用新型中使得位于实际切割加工位置的那一段电极丝211与水平放置在工作台上的板材之间形成有一定的倾斜角度（见图4），才能够在同一个板材上同时形成上述梯形体的凹凸模6及凹模3上的开孔。

因此，请参见图9所示，凹凸模6的侧壁与竖直方向的夹角，等于实际切割加工位置的那一段电极丝211与竖直方向存在的夹角θ，该夹角θ的计算公式为θ = arctan [(a-b)/h]，其中a是在凹模3开孔的一侧侧壁与凹凸模6对应一侧的侧壁之间的间隙距离，也等于钼丝的直径；b是为了减少冲裁后工件的毛刺大小，而根据所冲裁的工件厚度来决定的单面间隙，也就是凹凸模6的顶面一侧的边缘到凹模3底面对应一侧开孔的边缘之间在长度方向上的距离；h是用以套割形成凹模3和凹凸模6的板材的厚度，也就是凹模3和凹凸模6的厚度。图9中对钼丝切割后凹模3和凹凸模6之间装配的间隙进行了放大，以便看得清楚。

下面以一个具体的实施例来进行说明。为了将厚度为0.6mm的冷轧钢板加工成图10所示具有50mm×20mm长宽尺寸的零件，需要在模具中使用具有图9所示尺寸的凹模3和凹凸模6。以长度方向为例，由于需要使成品零件的长度为50mm，则凹模3的底面开口的长度应当为50mm；又考虑到对厚度为0.6mm的工件，其能够接受的单面间隙为0.03mm，则凹凸模6的顶面的长度就应当控制在50-0.03×2=49.94mm；对宽度方向的距离设定与之类似，不再赘述。因此，在计算上述的夹角θ = arctan [(a-b)/h]时，a=0.2mm（钼丝直径），b=0.03mm（根据工件单面间隙的要求得到），h=35mm（见图7中示出的板材厚度）。

即是说，根据计算得到的夹角θ来调整图4所示线切割工具中电极丝与水平的板材之间的夹角90°－θ，从而能够套割一块板材同时得到图7~图9所示结构的凹模3和凹凸模6，且所述凹模3和凹凸模6各自工作面的尺寸要求符合根据零件冲裁间隙的要求；将这组相配合的凹模3和凹凸模6装配到图5~图6所示的模具中，并使用该模具对工件20进行冲裁加工后，能够得到符合要求的成品零件。本实用新型尤其是在套割形成符合要求的凹模3和凹凸模6时，能够减少一次走丝时间，节省了工时和材料成本。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种倾斜切割的线切割工具，其特征在于，所述线切割工具中设置有一个机床（205），绕在一个运丝筒（204）上并沿所述运丝筒（204）的回转方向以设定的速度移动的电极丝（201），以及一个脉冲电源（206）；所述脉冲电源（206）的一个电极连接至待切割的一个板材（203），另一个电极连接至所述电极丝（201）；待切割的板材（203）装在机床（205）工作台上，并根据工作台的预定控制轨迹相对于所述电极丝（201）做成型运动；

被转动的运丝筒（204）传送到实际切割加工位置的那一段电极丝（211）与竖直方向存在有设定的夹角θ，即，位于实际切割加工位置的那一段电极丝（211）与水平放置在工作台上的板材（203）之间形成有设定的倾斜角度90°－θ；

在所述板材（203）与所述电极丝（201）之间保持有放电间隙且喷洒有工作液，通过电极之间的脉冲放电在所述板材（203）上套割，来同时形成互相配合的两个模板，使得其中一个内侧模板能够置于另一个外围模板中间切割形成的开孔内，并且内侧模板的边缘与外围模板的开孔边缘之间保持有设定的间隙距离。

2. 如权利要求1所述倾斜切割的线切割工具，其特征在于，

所述线切割工具中处在实际切割加工位置的那一段电极丝（211）与竖直方向存在的夹角θ，等于所述内侧模板的侧壁与竖直方向之间的夹角，该夹角θ的计算公式为θ = arctan [(a-b)/h]，其中a是所述电极丝（203）的直径；b是根据等待两个模板冲裁的工件的厚度设定的单面冲裁间隙；h是所述板材（203）的厚度。

3.一种模具，使用权利要求1所述倾斜切割的线切割工具加工该模具中配合使用的两个模板，其特征在于，所述模具是一种冲裁模具或塑型模具，两个所述模板分别是从一个板材（203）上套割后同时形成的一个凹模（3）和一个凹凸模（6）；

所述凹模（3）和凹凸模（6）的厚度相同，其中凹凸模（6）为一个梯形体，且凹凸模（6）的顶面作为工作面，该顶面的面积大于该凹凸模（6）底面的面积；并且，所述凹凸模（6）的侧壁与竖直方向之间存在的夹角，等于所述线切割工具中处在实际切割加工位置的那一段电极丝（211）与竖直方向存在的夹角θ；

所述凹模（3）的底面作为工作面；该凹模（3）的中间通过套割形成有穿过该凹模（3）的开孔，且所述开孔是与所述凹凸模（6）相配合的梯形体，即，所述开孔在凹模（3）底面的开口面积大于该开孔在凹模（3）顶面的开口面积；所述凹凸模（6）能够置于凹模（3）的开孔内，并在该凹凸模（6）的周边与凹模（3）的开孔周边保持有设定的间隙距离；

所述夹角θ的计算公式为θ = arctan [(a-b)/h]，其中a是切割板材（203）时使用的电极丝（203）的直径；b是根据等待所述模具冲裁的工件的厚度设定的单面冲裁间隙；h是所述板材（203）的厚度。

4.如权利要求3所述模具，其特征在于，

所述模具中还包含由上模板（1）、上固定板（2）、所述凹模（3）和顶件器（4）连接构成的上模，以及由卸料板（5）、所述凹凸模（6）、下固定板（7）和下模板（8）连接构成的下模；

在所述上模中，所述上模板（1）、上固定板2和凹模（3），用从上到下依次穿过三者的销钉（9）横向固定，并以螺钉（10）进行连接；所述顶件器（4）位于所述上固定板（2）的下方、所述凹模（3）的开孔内，该顶件器（4）与所述上模板（1）之间以等高螺钉（15）连接，在所述顶件器（4）与所述上模板（1）之间设置有弹簧（16）。

5. 如权利要求4所述模具，其特征在于，

在所述下模中，所述下模板（8）和下固定板（7），用从下到上依次穿过两者的销钉（11）横向固定，并以螺钉（12）进行连接；所述凹凸模（6）与卸料板（5）位于所述下固定板（7）的上方，且所述凹凸模（6）位于卸料板（5）的开孔内；所述凹凸模（6）和下固定板（7）通过销钉（13）横向固定，再用螺钉（14）连接；

所述卸料板（5）与下模板（8）之间用卸料螺钉（17）连接，在所述卸料板（5）与下模板（8）之间还设置有弹簧（18）；在所述下模的下固定板（7）、卸料板（5）和所述上模的凹模（3）之间设置有导柱（19）；

待冲裁的工件（20）置于打开的所述上模和下模之间，并在模具闭合时由所述凹模（3）和凹凸模（6）来切断工件（20）。

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