CN2093711U - 机械式缩小仿形电火花线切割机床 - Google Patents

Abstract

一种机械式缩小仿形电火花线切割机床，主要解 决目前电火花线切割机床不便制作工艺品冲模的问 题。它主要是将“相似菱形的对角线之长与边长成比 例”的几何定理应用于电火花线切割机床，在床面上 设置一个稳定的双层缩放尺机构，在缩放尺上设置一 个运丝系统，在工作台与床面之间设置有初始进给系 统。本机利用仿形缩小的原理可将工件加工部位比 靠模缩小二倍、三倍和五倍。

Description

本实用新型涉及电火花线切割机床，特别是一种机械式缩小仿形电火花线切割机床。

在此之前，生产实践中已存在几种形式的电火花线切割机床，但应用中还存在一些不足。第一代靠模仿形跟踪电火花线切割机床，因要制作比工件加工部位精度要求更高的靠模，再者在拐角点上自动转换跟踪方向的问题没有获得完善解决，所以只能用于切割形状比较简单的工件，对于形状复杂的工艺品冲模就无能为力了。第二代光电跟踪控制电火花线切割机床，有脉冲相位法和光通量比较法两种，不管是其中哪一种，其加工精度都受″绘在透明纸上的放大图形的精度″的影响，而工艺品图形的准确放大绝不是一件轻而易举的事。而较为先进的数字程序控制和计算机（后来是微机）控制的电火花线切割机床，却因工艺品的曲线无准确曲率、无数学方程式，无法编制程序，所以完全不能制作工艺品的冲模。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种机械式缩小仿形电火花线切割机床，便于制作工艺品冲模。

下面结合附图介绍本实用新型的目的是如何实现的。

图1是本实用新型的外形结构示意图。图中的部件为：角铝1、床面2、底座架3、水箱4、宝丽板5、垫板6、水槽7、夹具8、喷嘴9、缩放尺10、运丝系统11、工作台12、跟踪杆13、手柄14、工具柜15、操纵盒16。

图2是本实用新型中双层缩放尺机构的结构简图。图中的部件为：插销21（四件）、钼丝22（切割工件部分）、左连杆23、24（上、下）、上定比例杆25、下定比例杆26、右连杆27、28（上、下）、滚珠盘29（二套）。

图3是本实用新型中双层缩放尺机构中的后铰链杆与夹具8的结合示意图。图中的部件为：后上铰链杆31、后上连杆32、后下连杆33、定位座34、后下铰链杆35。

图4是安装在双层缩放尺机构上的运丝系统的结构示意图。图中的部件为：可逆电动机41（二台）、钼丝盘42（二件）、上定比例杆25、下定比例杆26、右连杆27、28（上、下）、固定线架支架43（三件）、可调线架支架44、线架底座45、钼丝切割工件部分22。

图5是图4中的线架底座45及其有关部件与缩放尺机构结合的放大示意图（因上下完全对称，所以只画了上部的结构）。图中的部件为：固定线架支架43、线架底座45、定位套51（三件）、上定比例杆25、校丝器52、定位套53、钼丝22、可调线架支架44、插销55、调节螺钉56。

本实用新型的基本设计思想是：针对工艺品的曲线无准确曲率、无数学方程式的特点，加工时必须采用靠模仿形跟踪的形式，但尺寸较小的锐角凹形无法准确跟踪，这就必须把靠模放大，然后再缩小相同的比例切割出模具。本实用新型基于这一指导思想，将″相似菱形的对角线之长与边长成比例″的几何定理应用于电火花线切割机床，从而设计出一种机械式缩小仿形电火花线切割机床，便于制作工艺品冲模。本实用新型的床身和供液系统等部分与现有技术相似。如图1所示，床身由下部的底座架3和床面2等部件组成。床身内设置有水箱4，其内盛有皂化液，水箱盖上装有水泵。床面2的上面设置有水槽7和操纵盒16。本实用新型的独特之处在于：在床面2的上面还设置有高稳定度的双层缩放尺机构10。如图2所示，每层缩放尺由四根两端铰链孔孔距相等的连杆和一根定比例杆组成。其左、右连杆23、24、27、28和上、下定比例杆25、26上各开有三个孔，各孔与所在杆一端铰链孔的孔距分别为两端铰链孔孔距的1／5、1／3、1／2、（如图2所示的双层缩放尺为工件与靠模成1：5比例时的安装情形）。两层缩放尺的四角之间由前后左右四根铰链杆相连（如图1所示的工作台12上面的铰链杆即为前铰链杆，其余类推）。其中，前铰链杆的下端有一孔，其内设置有一个可更换的跟踪杆13，其下方有一工作台12。后铰链杆与夹具8结合在一起，（具体结构见图3），其杆的轴心线为缩放尺机构的不动点（原点）。如图2所示，左右两根铰链杆的下端均设置有滚珠盘29且处于垫板6上（见图1）。其前铰链杆和左右铰链杆的中部设置有保证两层缩放尺平行的隔套。在双层缩放尺机构上还设置有一个运丝系统11（见图1和图4），其中两台可逆电动机41设置在上定比例杆25的伸出端，其主轴上装有钼丝盘42。在上、下定比例杆25、26上通过线架底座45设置有可调线架支架44及固定线架支架43。通过各支架的钼丝（如图2中钼丝切割工件部分22）绐终处于张紧状态。在钼丝切割工件的垂直部分22所通过的上下定比例杆上分别设置一个具有通过轴心线纵切面的校丝器52（见图5）；在工作台12与床面2之间还设置有初始进给系统，该系统中有一具有偏心槽的偏心块通过一短轴与床面2下的手柄14相连，固定于工作台的下面的柱销嵌在偏心槽内，工作台12与床面2之间有燕尾槽导向。

本实用新型设计合理，结构简单，生产容易。由于本机使作为工具电极的钼丝获得缩小仿形移动而直接切割出工件所需的形状和尺寸要求，省去了以往的电火花线切割机床为使工件获得平面运动而设置的两套相互垂直的精密拖板、两套精密丝杆副、两台步进电机和相应的控制电器。同时，本机又省去了运丝系统的一套精密拖板、一套精密丝杆副、两对齿轮副和一个卷丝筒。因而，本机总造价可比以往的电火花线切割机床减少70％以上。本机加工凹、凸模不需要重新制作靠模，只需选择不同直径的跟踪杆就能满足凹凸模之间不同的间隙要求，而第一代靠模仿形跟踪的电火花线切割机床就办不到这一点，既使比起数控和微机控制的电火花线切割机床需重新编制和输入程序，也显得方便多了。本机配有选用三种不同比例时、满足凹、凸模之间不同间隙要求的不同直径的跟踪杆，操作者只需查表选用，非常方便。本机由于采用了缩放尺机构，对加工标准孔键槽和花键孔带来了意想不到的方便。床面上有满足1：5、1：3、1：2三种不同比例的定位孔和跟踪中心孔，只要按放大比例做好标准靠模（可选定一种跟踪杆直径），利用定位心棒将工件定位，然后夹紧工件，抽出心棒杆便能很方便地加工各种规格的标准孔键槽和花键孔。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

本实用新型的床身部分与现有技术基本相似。如图1，由于本机床面以上部分重量较轻，没有必要制作铸铁床身，可用角钢制成底座架3，其周围装上宝丽板5，用角铝1包边，用自攻螺钉将角铝连同宝丽板固定在底座架3上即成床身。在床身上面固定有床面2。床身内腔前部作工具柜15，后部设置一个水箱4，水箱内盛有放电加工用的皂化液。水箱盖子上装有水泵。本机的供液系统与现有技术大致相同。

本机的床面以上的部分为本实用新型的独特部分。其每层缩放尺由四根两端铰链孔孔距相等的连杆（组成大菱形的四条边）和一根定比例杆（其上铰链孔的孔距也和连杆相等）组成。由与夹具8（夹持工件用）结合在一起的上、下两根固定铰链杆（称后铰链杆）、一根前铰链杆和左右两根铰链杆将上下两层缩放尺结合起来。如图2所示，前铰链杆和左右两根铰链杆的中部有隔套将上下两层缩放尺隔开，并能保证上下两层缩放尺平行。左右铰链杆支承在淬硬后磨平的左右两块垫板6上（见图1），其下端各有一个滚珠盘29，可减少与垫板6的摩擦力。前铰链杆的下端有一φ8H7的孔，孔内有可更换的上部直径相同而下部直径不同的跟踪杆13（见图1）。跟踪杆的下端与工作台12（固定靠模用）接触，其下部的圆柱面工作时绐终与靠模接触。缩放尺机构的两根左连杆、两根右连杆和上下定比例杆上各有三个孔（φ15H7），其与一端铰链孔的孔距分别为两端铰链孔孔距的1／5、1／3、1／2。后铰链杆的轴心线为缩放尺的不动点（原点），前铰链杆的轴心线为仿形跟踪点，其到原点的距离为大菱形的一条对角线长。而上下定比例杆的三对孔的公共轴心线即为三个缩小仿形切割点，其到原点的距离为三个小菱形的一条对角线长，且分别为大菱形对角线的1／5、1／3、1／2。

在双层缩放尺机构上设置有一个运丝系统11（见图1）。在该系统中（如图4所示），两台可逆电动机41（型号ND77）安装在上定比例杆的伸出端外的一块平板上（见图1）。在电动机的主轴上直接装上钼丝盘42（钼丝盘孔和电动机主轴间加衬套），其与固定于上定比例上部的线架底座45及其有关部件和固定于下比例杆下部的线架底座45及其有关部件组成了运丝系统。两台电动机的转向使钼丝绐终处于张紧状态，而钼丝的张紧程度通过两台电动机电源分别处于低电压时的扭矩的大小来调节（实质是调节低电压的绝对值），非常方便。定时实现（视钼丝长短调节）两台电动机电源电压高低的转换，即能实现来回运丝。本机可使工件加工部位比靠模缩小二倍、三倍和五倍。若工件加工部位较小，可将靠模放大五倍制作，反之可将靠模放大二倍制作。由于本机始终需将靠模放大制作，故本机最大只能加工（250×155）的面积。当工件加工部位和靠模之间的比例确定以后，安装运丝系统的上下两根定比例杆两端的铰链孔即可用插销21与左右连杆相应的铰链孔联结。同时，钼丝切割工件的垂直部分通过两个（上下各一个）具有通过轴心线纵切面的开口套子52（即称校丝器）来保证与上下两根定比例杆中相应的缩小仿形切割点重合，若前后有偏差，通过可调线架支架44调整（见图5），若左右有偏差，通过安装于可调线架支架44中两个衬座内的调节螺套校正（此点与现有技术相同）。操作者应定期调节可调线架支架44，以补偿钼丝导轮槽底的磨损。这样，钼丝切割出的工件必然是靠模缩小预定比例的相似形（见图2，图中为工件与靠模成1：5比例时及安装情形）。上下两个可调线架支架44与其相邻的固定线架支架43分别安装在上下线架底座45上，线架底座由上下定比例杆上的导槽和三个定位孔分别定位，可保证短期内上下线架底座任意对应更换位置而钼丝垂直部分一定与任一对应孔的公共轴心线重合。线架底座更换位置用插销定位后，还需用螺钉固紧后再使用，以防钼丝产生震动而影响加工质量。利用装入下定比例杆φ15H7孔和前铰链杆下端φ8H7孔中的弹性划针（附件），倒用缩放尺，可将工艺品花模坯料的边框外围轮廓线放大数倍于薄钢板上（3～4mm厚即可），用钳工制出外形或内腔即成靠模。加工规则形状可直接按放大比例制作靠模，并可用立式铣床制作。制作靠模时应考虑跟踪杆半径和割缝宽度之半。由于靠模比工件加工部位放大了数倍，尺寸公差数值也可相应扩大数倍，这样靠模就易制作，但其精度总比绘图的精度要高。这也是优于现有技术的地方。本机还装有使钼丝从工件预制孔中或坯料外部进入加工部位的手动进给装置（称初始进给系统）。其结构是：在工作台12和床面2之间设置有具有偏心槽的偏心块，其通过一短轴与位于床面下部的手柄14相联，固定于工作台12下面的柱销嵌在偏心槽内，工作台与床面之间有燕尾槽导向。工作台供安装放大靠模用，并支承跟踪杆。

本机操作时采用正极性加工方式，在工作台上固定好靠模，拔出定位销，扳动手柄，使工作台置于最外位置，将选好的跟踪杆装入前铰链杆下端的孔中。若加工凹模，将跟踪杆置于与工件相对的靠模凹形处，然后在夹具上夹牢工件（应使钼丝刚好从工件预制孔中穿过），打开水泵和高频脉冲电源，慢慢以顺时针方向扳动手柄，钼丝便从预制孔中慢慢进入加工部位。初始进给完毕后，用定位销将工作台与床面定位，然后用手工在放大靠模的周边仿形跟踪。操作者可视电流表指示的数值控制初始进给速度和仿形跟踪速度，使机床尽量接近最大加工速度。红灯亮时，停止进给（此时钼丝改变运行方向，高频脉冲电流暂停），防止红灯灭时钼丝与工件间无间隙而短路。但红灯一灭，就应马上进给，尽量减少空载。加工凸模时，应用左手姆指将跟踪杆与靠模间压紧，使钼丝从坯料外进入坯料内，其余与加工凹模时完全相同。一般应先加工凸模，再加工凹模，以便间隙过小时，还可修整凹模。而凸模加完毕后即从坯料内掉下来了。

Claims (1)

1、一种机械式缩小仿形电火花线切割机床，其下部为底座架3和床面2组成的床身，床身内设置有水箱4，其内盛有皂化液，水箱盖上装有水泵，床面2的上面设置有水槽7和操纵盒16，其特征在于：在床面2的上面还设置有高稳定度的双层缩放尺机构10，每层缩放尺，由四根两端铰链孔孔距相等的连杆和一根定比例杆组成，其左右连杆23、24、27、28和上下定比例杆25、26上各开有三个孔，各孔与所在杆一端铰链孔的孔距分别为两端铰链孔孔距的1/5、1/3、1/2，两层缩放尺的四角之间由前后左右四根铰链杆相连，其中前铰链杆的下端有一孔，其内设置有一个可更换的跟踪杆13，下方有一工作台12，后铰链杆与夹具8结合在一起，其杆的轴心线为缩放尺机构的不动点，左右两根铰链杆的下端均设置有滚珠盘29且处于垫板6上，前铰链杆和左右铰链杆的中部设置有保证两层缩放尺平行的隔套；在双层缩放尺机构上还设置有一个运丝系统11，其中两台可逆电动机41设置在上定比例杆25的伸出端，其主轴上装有钼丝盘42，在上下定比例杆25、26上通过线架底座45设置有可调线架支架44及固定线架支架43，通过各支架的钼丝始终处于张紧状态，在钼丝切割工件的垂直部分22所通过的上下定比例杆上分别设置一个具有通过轴心线纵切面的校丝器52；在工作台12与床面2之间还设置有初始进给系统，该系统中有一具有偏心槽的偏心块通过一短轴与床面2下部的手柄14相连，固定于工作台12的下面的柱销嵌在偏心槽内，工作台12与床面2之间有燕尾槽导向。

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