CN212599500U - 一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置 - Google Patents
一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置 Download PDFInfo
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Abstract
本设计公开了一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，本专利主要包括包括一级张力调节装置和二级张力调节装置；一级张力调节装置包括夹丝片、夹丝弹簧、丝盘基座、磁阻尼器、拧紧螺栓、调节扳手、磁吸座、支撑螺柱、压丝轮、电极丝盘；二级张力调节装置包括张力检测轮、张力调节轮、丝杆滑台模块、步进电机和上位机。通过磁阻尼器预设张力实现一级张力调节，通过张力检测轮的实时张力反馈，由上位机控制步进电机带动张力调节轮移动，实现张力在一定范围内的二级调节，保证上丝张力均匀，是一种自动且张力可控的上丝系统。本发明极大减小了张力不均导致的单边松丝现象，减少了细丝加工断丝状况，提高了细丝加工稳定性，同时提高细丝的换丝效率与操作的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电火花线切割加工设备领域，具体是一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置。
背景技术
电火花线切割在进行加工时电极丝与工件分别与脉冲电源的正负极相连接，利用工件与电极丝间的脉冲性电火花放电产生的瞬时高温对工件材料进行蚀除加工。电火花线切割根据走丝方式和走丝速度的不同可以分为低速单向走丝电火花线切割和高速往复走丝电火花线切割两种形式。低速单向走丝电火花线切割的电极丝多采用黄铜丝，在进行加工时电极丝以0.03m/s-0.2m/s的速度单向运行，电极丝只能使用一次；高速往复走丝电火花线切割是我国的独创，其上的电极丝多采用钼丝，在加工过程中电极丝以10m/s-12m/s的速度高速往复运行，电极丝能够循环往复运行，由于其极高的性价比已被广泛的应用模具、汽车等加工制造领域。
电火花线切割的电极丝在使用过程中需定期更换，或易因操作不当造成断丝。断丝后需要将新电极丝从丝盘转移到机床的储丝筒上，需要沿着储丝筒轴线方向均匀排列分布并且均匀张力上丝。目前的手动上丝存在对操作者安全度不高、难匀张力上丝、易出现叠丝等问题，对操作人员经验要求高，上丝完成后还需要反复运丝调整张紧力。
φ0.08mm以下的细丝的刚性及强度比普通直径电极丝更差，在上丝过程中更易被拉断，上丝更加困难。现有的阻尼器式的上丝装置无法处理上丝过程中因丝盘电极丝厚度的减小而造成的张力变化，加剧了单边松丝，而上丝的张力不均匀加剧了细丝切割断丝几率，影响电极丝的耐用性和加工效率。
针对高速往复走丝电火花线切割细丝切割中电极丝上丝存在的问题，本发明提出了一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置。利用磁阻尼器预设张力实现一级张力调节，通过张力检测轮实时监测电极丝张力，由步进电机带动张力调节轮实现二级张力调节。该装置实现了恒张力均匀上丝，提高换丝效率，极大减小了细丝切割断丝几率，提高了电极丝的耐用性和加工效率，提高了操作的安全性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，通过使用该装置能够减少电极丝上丝过程中的张力变化，极大减小了单边松丝情况的发生，减小了切割断丝几率，提高电极丝的使用寿命和加工效率，实现安全、快速换丝。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，其特征在于，包括丝筒、张力调节轮、电极丝、步进电机、丝杆滑台模块、上位机、下线架、张力检测轮、上线架、机床立柱、丝盘基座、调节扳手、拧紧螺栓、磁阻尼器、夹丝弹簧、夹丝片、电极丝盘、压丝轮、支撑螺柱及磁吸座装置组成。所述磁阻尼器通过螺栓连接固定在丝盘基座上，所述电极丝盘固定在磁阻尼器上，通过螺纹固定使电极丝盘不会产生相对转动，所述压丝轮通过螺纹连接与支撑螺柱相连，所述支撑螺柱通过螺纹连接固定在丝盘基座上，保证电极丝盘出丝稳定，减少张力检测轮实时进行张力检测的干扰，所述丝盘基座通过磁吸座固定在机床立柱上，所述张力检测轮通过专用基座固定在上线架上，所述张力调节轮通过专用基座固定在丝杆滑台模块上，所述丝杆滑台模块通过螺栓连接固定在下线架上，丝杆滑台模块通过步进电机精确控制滑块位移，带动张力调节轮实现对电极丝张力的调节。
进一步地，所述丝盘基座通过螺栓连接安装夹丝弹簧、夹丝片，上丝后将电极丝头通过弹簧固定在夹丝片间，方便下次上丝。
进一步地，所述丝盘基座与所述调节扳手均采用PLA材料通过FDM成型技术3D打印成型，可以根据实际需要进行快速成形，减少加工工作量。
进一步地，通过所述调节扳手可以调节磁阻尼器阻尼大小，所述拧紧螺栓拧紧实现预设电极丝张力的一级张力调节。
进一步地，所述张力检测轮的张力检测方式不唯一，可根据需要选择最适合的张力检测方式。
进一步地，所述上位机使用LABVIEW编写操作界面，上位机可实时显示张力曲线，设置张力浮动范围，并对丝筒启停等常用命令进行操作。
进一步地，所述步进电机由单片机控制，单片机对预设张力和实时张力做比较后对步进电机做出精确控制，实现所述张力调节轮的精确位移。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提出的高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，通过磁阻尼器预设张力实现一级张力调节，通过张力检测轮的实时张力监测，使步进电机带动张力调节轮移动，实现张力的二级调节，大大减少了因传统的阻尼器式的上丝装置无法处理上丝过程中因丝盘电极丝厚度的减小而造成的张力变化，从而导致单边松丝，在细丝切割中极易引起断丝的情况，匀张力上丝提高了电极丝的使用寿命和加工效率。
(2)本发明解放了操作者的双手，避免了手动上丝中因电极丝直径太小而导致的划伤双手的情况，保护了操作者的人身安全，提高机床使用安全性。
(3)本发明使丝筒上丝操作化繁为简，不需要经验丰富的操作者手工上丝，保证了上丝的均匀性，避免了因直径太小而导致的细丝在上丝过程中的拉断现象，极大减少出现叠丝等问题，避免了上丝完成后还需要反复运丝调整张紧力的过程，提高了换丝效率。
(4)本发明的夹丝组件能使上丝完成后，电极丝盘上的电极丝头有挂靠，方便下次换丝。
附图说明
图1、图2为本发明的两级恒张力上丝装置的安装示意图；
图3为两级恒张力上丝装置工作流程图；
图中：1-丝筒，2-张力检测轮，3-电极丝，4-机床立柱，5-上线架，6-上位机，7-步进电机，8-下线架，9-张力调节轮，10-丝杆滑台模块，11-夹丝片，12-夹丝弹簧，13-丝盘基座，14-磁阻尼器，15-拧紧螺栓，16-调节扳手，17-磁吸座，18-支撑螺柱，19-压丝轮，20-电极丝盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提出一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，如图1和图2所示，包括丝筒1，张力检测轮2，电极丝3，机床立柱，4，上线架5，上位机6，步进电机7，下线架8，张力调节轮9，丝杆滑台模块10，夹丝片11，夹丝弹簧12，丝盘基座13，磁阻尼器14，拧紧螺栓15，调节扳手16，磁吸座17，支撑螺柱18，压丝轮19，电极丝盘20。
所述磁阻尼器14通过螺栓连接固定在丝盘基座13上，所述丝盘基座13与所述调节扳手16均采用PLA材料通过FDM成型技术3D打印快速成型，减少机加工繁琐的工序，所述电极丝盘20固定在磁阻尼器14上，通过螺纹固定使电极丝盘20不会产生相对转动，所述压丝轮19通过螺纹连接与支撑螺柱18相连，所述支撑螺柱18通过螺纹连接固定在丝盘基座13上，保证电极丝盘20出丝稳定，减少张力检测轮实2时进行张力检测的干扰，所述丝盘基座13通过磁吸座17固定在机床立4柱上，所述张力检测轮2通过专用基座固定在上线架5上，所述张力调节轮9通过专用基座固定在丝杆滑台模块10上，所述丝杆滑台模块10通过螺栓连接固定在下线架8上，丝杆滑台模块10通过步进电机7精确控制丝杆滑台模块10的滑块位移，带动张力调节轮9实现对电极丝3的张力调节。丝盘基座13通过螺栓连接安装夹丝弹簧12、两个夹丝片11，上丝完成后将电极丝头通过夹丝弹簧12固定在夹丝片11间，如图1中虚线所示，方便下次上丝。
具体操作步骤如下：
将夹丝片11间的电极丝3取下，依次连接压丝轮19、张力检测轮2、张力调节轮9至丝筒1固定。上丝张力调节流程图如图3所示，通过调节扳手16预设磁阻尼器14的阻尼大小T，调节完成后旋转拧紧螺栓15，固定磁阻尼器14的预设阻尼T。将预设阻尼大小T输入至上位机6，并输入允许张力浮动范围δ，张力检测轮2发送实时张力T1至单片机，开启丝筒1，若检测张力小于预设张力范围δ，步进电机7带动张力调节轮9向右移动，若检测张力大于预设张力范围δ，步进电机7带动张力调节轮9向左移动，直至上丝结束。上丝结束后，再次将电极丝盘20上的丝头夹在夹丝片11中，方便下次上丝。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，其特征在于，包括张力检测轮(2)，上位机(6)，步进电机(7)，张力调节轮(9)，丝杆滑台模块(10)，夹丝片(11)，夹丝弹簧(12)，丝盘基座(13)，磁阻尼器(14)，拧紧螺栓(15)，调节扳手(16)，磁吸座(17)，支撑螺柱(18)，压丝轮(19)，电极丝盘(20)装置组成，所述磁阻尼器(14)通过螺栓连接固定在丝盘基座(13)上，所述丝盘基座(13)与所述调节扳手(16)均采用PLA材料通过FDM成型技术3D打印快速成型，减少机加工繁琐的工序，所述电极丝盘(20)固定在磁阻尼器(14)上，通过螺纹固定使电极丝盘(20)不会产生相对转动，所述压丝轮(19)通过螺纹连接与支撑螺柱(18)相连，所述支撑螺柱(18)通过螺纹连接固定在丝盘基座(13)上，保证电极丝盘(20)出丝稳定，减少张力检测轮(2)实时进行张力检测的干扰，所述丝盘基座(13)通过磁吸座(17)固定在机床立柱(4)上，所述张力检测轮(2)通过专用基座固定在上线架(5)上，所述张力调节轮(9)通过专用基座固定在丝杆滑台模块(10)上，所述丝杆滑台模块(10)通过螺栓连接固定在下线架(8)上，丝杆滑台模块(10)通过步进电机(7)精确控制丝杆滑台模块(10)的滑块位移，带动张力调节轮(9)实现对电极丝(3)的张力调节。
2.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，其特征在于，通过磁阻尼器(14)的调节扳手(16)预设张力实现一级张力调节，通过张力检测轮(2)的实时张力监测，使用上位机控制步进电机(7)带动张力调节轮(9)移动，实现张力的二级调节，是一种自动张力可控的上丝系统。
3.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，其特征在于，所述丝盘基座(13)通过螺栓连接安装夹丝弹簧(12)、夹丝片(11)，上丝后将电极丝头通过夹丝弹簧(12)固定在夹丝片(11)间，方便下次上丝。
4.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，其特征在于，所述丝盘基座(13)通过磁吸座(17)与机床立柱(4)连接，丝杆滑台模块(10)通过螺栓与下线架(8)连接，方便拆卸，不影响机床正常使用。
5.根据权利要求1所述的高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置，其特征在于，所述上位机(6)使用LABVIEW编写操作界面，上位机(6)可实时显示张力曲线，设置张力浮动范围，并对丝筒启停等常用命令进行操作。
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Cited By (2)
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| CN111673213A (zh) * | 2020-06-14 | 2020-09-18 | 南京航空航天大学 | 一种高速往复走丝电火花线切割细丝切割两级恒张力上丝装置 |
| CN113600946A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-05 | 盐城六方新材料科技有限公司 | 一种全自动电极丝绞丝装置及其生产方法 |
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