IT9020730A1 - Macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda una macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica e, in particolare, una macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica del tipo in cui la lavorazione a scarica elettrica si svolge con il pezzo di lavorazione immerso in un liquido di processo.

Com'è comunemente noto, una macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica è provvista di dispositivi di guida del filo, superiore ed inferiore, rispettivamente supportati dalle estremità libere del braccio superiore e del braccio inferiore che sono separati nella direzione verticale. Ciascuno dei dispositivi di guida del filo comprendono una sezione di guida che guida un elettrodo a filo nella direzione assiale ed una sezione elettrica che alimenta elettricità all'elettrodo a filo.

Ciascuno dei dispositivi di guida del filo comprende inoltre un ugello per alimentare un liquido di processo entro una luce di lavorazione fra un pezzo e l'elettrodo a filo.

Convenzionalmente, l'ugello è realizzato con un'apertura dell'ugello circolare, con fianchi diritti, ad un diametro uniforme, in modo che all'elettrodo a filo non venga impressa vibrazione dal flusso turbolento del liquido di processo quando il liquido di processo viene erogato dall'ugello stesso (per esempio, come divulgato nella pubblicazione giapponese resa accessibile n. 57-227691). Questo ugello può operare soddisfacentemente quando il liquido di processo viene alimentato dall'ugello ad una pressione relativamente bassa (di alcuni kg/cm2).

In questi ultimi anni, però il liquido di processo è stato alimentato ad una pressione elevata (di parecchie decine di kg/cm2). Sotto una pressione così elevata, si ha facilmente flusso turbolento anche con l'ugello della tecnica nota. Ciò a causa di punti discontinui sull'estremità aperta dell'ugello.

In particolare, nella tecnica nota, dato che la sagoma di sezione trasversale e l'area di sezione trasversale in prossimità dell'estremità aperta dell'ugello sono uniformi, si verifica un flusso notevolmente turbolento, principalmente in corrispondenza dei punti discontinui, ingenerando un processo di alimentazione irregolare.

Ciò rappresenta un problema sotto il profilo del perfezionamento della precisione di lavorazione.

Uno scopo della presente invenzione è quello di fornire, tenendo in debito conto gli inconvenienti di tali dispositivi convenzionali, una macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica nella quale il liquido di processo viene alimentato nella luce di lavorazione fra il pezzo e l'elettrodo a filo con flusso laminare, così da migliorare la precisione dell'operazione di scarica.

Questo scopo viene conseguito nella presente invenzione prevedendo una macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica in cui la sagoma di sezione dell'apertura dell'ugello, di un ugello che alimenta liquido di processo entro una luce di lavorazione fra un pezzo ed un elettrodo a filo, ha una conformazione generata da un arco di un cerchio rotante attorno ad una mezzeria dell'apertura dell'ugello, così da produrre una superficie curva che arretra gradualmente rispetto alla mezzeria verso la relativa estremità libera.

Come risultato della configurazione di cui sopra, quando il liquido di processo viene alimentato dall'ugello nella luce di lavorazione fra il pezzo e l'elettrodo a filo, lo sviluppo di flusso turbolento nel liquido di processo in corrispondenza dell'apertura dell'ugello può essere limitato in quanto non si hanno punti discontinui notevoli dal punto di vista idraulico, mentre può essere minimizzata la vibrazione nell'elettrodo a filo, così da migliorare la precisione della lavorazione.

Questi ed altri scopi caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione che segue delle forme realizzative preferite, da porsi in relazione agli annessi disegni, nei quali:

la fig. 1 è un disegno in sezione delle parti principali di una forma realizzativa della presente invenzione;

la fig. 2 è un disegno in sezione, ingrandita, delle parti principali della forma realizzativa;

la fig. 3 è un disegno esplicativo generale della struttura complessiva di una macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica.

La macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica è comunemente nota, e se ne fornirà perciò soltanto una spiegazione generale della configurazione complessiva.

Facendo ora riferimento alla fig. 3, un serbatoio 5 del liquido di processo è previsto sulla tavola X, Y, 3, sull'incastellatura 1, la tavola essendo liberamente mobile nelle direzioni dell'asse X e dell'asse Y. Un pezzo W di lavorazione è supportato nel serbatoio 5 del liquido di processo da un organo 7 di supporto del pezzo. Un braccio superiore 9 ed un braccio inferiore 11 sono supportati dall'incastellatura 1, rispettivamente posizionati al disopra ed al disotto del pezzo W. Un dispositivo di guida del filo, superiore ed inferiore 15U, 15L, sono predisposti rispettivamente in corrispondenza delle estremità dei bracci superiore ed inferiore, 9, 11. Ciascuno dei dispositivi di guida del filo superiore ed inferiore 15U, 15L, comprende una sezione di guida che guida assialmente un elettrodo 13 a filo, una sezione di potenza che passa una corrente elettrica attraverso l'elettrodo 13 a filo, nonché un ugello attraverso il quale un liquido di processo viene alimentato nello spazio fra l'elettrodo 13 a filo e il pezzo W di lavorazione.

Facendo ora riferimento alla fig. 1, il dispositivo 15U di guida superiore è montato sul braccio superiore 9 tramite una mensola 17. Più precisamente, un blocchetto 19 di supporto, circolare è assicurato alla superficie inferiore della mensola 17 mediante un bullone o simile ed un'unità 21 di guida che trapassa la mensola 17 estesa verso l'alto è assicurata mediante un bullone o simile in modo liberamente amovibile alla sezione centrale del blocchetto 19 di supporto. Una guida 23 ad orifìzio di piccolo diametro, realizzata con un forellino, come parte della sezione di guida che guida assialmente l'elettrodo 13 a filo, è predisposta nell'unità 21 di guida. Un morsetto 25 elettrico è inoltre previsto per entrare in contatto con e passare una corrente elettrica attraverso l'elettrodo 13 a filo.

Il blocchetto 19 di supporto è realizzato con un canale 29 collegato ad una luce 27 di adduzione del liquido di processo, ed una luce a getto (non mostrata) in comunicazione con il canale anulare 29. La luce a getto comunica anche con un canale conico 32 del liquido di processo posizionato fra un cannotto 31 di guida del filo, conico, circondante l'elettrodo filare 13 sulla superficie inferiore del blocchetto 19 di supporto ed un ugello 33 a getto conico. Conseguentemente, il liquido di processo proveniente dalla luce a getto scorre lungo l'elettrodo 13 a filo, da uno spazio compreso fra il cannotto 31 di guida del filo e l'ugello 33 a getto e viene perciò eiettato ad alta velocità. Il getto del liquido di processo viene utilizzato per far passare l'elettrodo filare attraverso un foro eseguito nel pezzo di lavorazione ed un cammino per il filo del dispositivo 15L di guida inferiore.

Un ugello conico 37 è inoltre installato sulla superficie inferiore del blocchetto 19 di supporto tramite un cappellotto filettato 35. L'ugello 37 è realizzato con una rastrematura in un materiale isolante, come ad esempio una resina, ed è conformato per coprire la superficie inferiore dell'ugello 33 a getto e del blocchetto 19 di supporto. L'ugello 37 è realizzato con un'apertura 37H dell'ugello che circonda l'elettrodo filare 13. L'apertura 37H dell'ugello è prevista concentrica alla luce d'uscita dell'ugello 33 a getto e all'elettrodo filare 13. Conseguentemente, durante la lavorazione, il liquido di processo proveniente dalla parte 27 di adduzione del liquido di processo viene alimentato nello spazio compreso fra l'elettrodo filare 13 ed il pezzo di lavorazione, attraverso un canale conico posizionato fra l'ugello 33 a getto conico e l'ugello conico 37.

Per eliminare il flusso turbolento in corrispondenza dell'estremità aperta dell'apertura 37H dell'ugello, la sagoma in sezione dell'apertura 37H dell'ugello, come mostrato in fig. 2, è generata da un arco di un cerchio rotante attorno ad una mezzeria S dell'apertura 37H dell'ugello; la sagoma è definita da una superficie curva che arretra gradualmente a partire dalla mezzeria S verso la relativa estremità libera. In questa forma realizzativa della presente invenzione, il tratto verticale d'estremità è realizzato come superficie curva di un arco esatto con un raggio R e si espande gradualmente verso il basso nella fig. 2, essendo conformato in modo da eliminare punti di discontinuità.

In questa forma realizzativa della presente invenzione, oltre a stabilizzare il flusso del liquido di processo, data l'eliminazione dei punti discontinui, si limita la vibrazione dell'elettrodo filare. Ciò perchè, in questa forma realizzativa, dato che la superficie dell'apertura dell'ugello arretra gradualmente a partire dalla mezzeria di essa verso l'estremità libera dell'ugello, il liquido di processo espulso dall'ugello socrre secondo un angolo rispetto all'elettrodo filare, mentre circonda l'elettrodo filare stesso. Pertanto, le forze componenti trasmesse dal liquido di processo all'elettrodo filare in direzione ad angolo retto rispetto all'elettrodo si annullano reciprocamente, e le forze componenti in direzione parallela all'elettrodo filare circondano l'elettrodo filare in modo da limitare la vibrazione dell'elettrodo stesso. Inoltre, dato che il raggio del getto si espande verso l'estremità del flusso, si elimina il flusso turbolento e si limita la vibrazione dell'elettrodo filare.

In altre parole, nel caso in cui il liquido di processo sia fatto scorrere nella direzione parallela all'elettrodo filare come nella tecnica nota sopra citata, sull'elettrodo filare non agirà alcuna forza componente nella direzione ad angolo retto con l'elettrodo stesso, per cui non viene imposta alcuna limitazione alla vibrazione laterale dell'elettrodo filare. Al contrario, in questa forma realizzativa, la forza componente laterale prodotta dal liquido di processo limita la vibrazione laterale possibile dell'elettrodo filare.

Il dispositivo 15L di guida del filo di guida inferiore, è conformato allo stesso modo del dispositivo 15U di guida del filo superiore, per cui se ne ometterà un'ulteriore spiegazione. Un'unità 41 di guida è installata su una mensola 39 predisposta sul braccio inferiore 11. Una guida 43 ad orifizio di piccolo diametro è prevista sull'unità 14 di guida come parte della sezione o tratto di guida per l'elettrodo filare 13, ed un apice 47 di guida del filo conico, è previsto sull'estremità superiore di questa sezione o tratto di guida, un morsetto elettrico 45 che entra in contatto con, e passa una corrente elettrica attraverso, l'elettrodo filare 13 è predisposto nella sezione o tratto centrale dell'unità 41 di guida.

Un canale anulare 49 per erogare liquido di processo è predisposto sulla mensola 39 e si trova in comunicazione con una luce d'erogazione del liquido di processo (omessa dai disegni). Un elemento 53 di supporto dell’ugello, tubolare, che supporta un ugello conico 51 è predisposto circostante all'unità 41 di guida. L'ugello 51 è ricavato da un corpo isolante ed è montato sulla parte superiore dell'elemento 53 di supporto dell'ugello tramite un cappellotto filettato 55.

Un canale 52 conico del liquido di processo è realizzato fra l'ugello 51 e l'apice 47 di guida. Inoltre, un elemento 57 di copertura di sicurezza, ricavato da un corpo isolante, è installato in corrispondenza della periferia dell'elemento 53 di supporto dell'ugello. Un dispositivo 59 di estrazione dell'elettrodo filare che passa l'elettrodo filare 13 fuori del sistema, è previsto all'interno del braccio inferiore 11.

Nella configurazione di cui sopra, un processo a scarica elettrica si svolge come segue: con l'elettrodo 13 a filo inserito attraverso il dispositivo 15U di guida del filo, superiore, ed il dispositivo 15L di guida del filo, inferiore, il liquido di processo caricato nel serbatoio 5 del liquido di processo ed il pezzo W di lavorazione immerso nel liquido di processo, il liquido di processo viene per prima cosa alimentato dagli ugelli superiore ed inferiore, 37, 51, entro lo spazio o luce di lavorazione; una corrente vien quindi fatta passare attraverso l'elettrodo filare 13 in modo che si produca una scarica elettrica fra l'elettrodo filare 13 ed il pezzo W.

Nello svolgimento di un processo a scarica elettrica siffatto, se il processo a scarica prosegue per lungo tempo e la conduttività del liquido di processo cambia, si verifica occasionalmente una tendenza a produrre una scarica fra gli apici 31, 47 di guida del filo in prossimità del pezzo W ed il pezzo W di lavorazione stesso, in quanto i dispositivi di guida del filo superiore ed inferiore 15U, 15L sono immersi nel liquido di processo, ed il morsetto elettrico 25, 45 e gli apici 31, 47 di guida del filo sono rispettivamente collegati elettricamente gli uni agli altri.

Tuttavia, dato che gli apici di guida del filo superiore ed inferiore, 31, 47, sono circondati dagli ugelli isolati 37, 51, si previene il prodursi di una scarica fra gli apici 31, 47 di guida del filo ed il pezzo W immerso nel liquido di processo.

In particolare, anche quando il processo a scarica elettrica viene protratto per lungo tempo e la conduttività del liquido di processo cambia, si impedisce il prodursi di una scarica fra gli apici di guida del filo ed il pezzo immerso nel liquido di processo, mentre viene mantenuta la scarica fra l'elettrodo filare 13 e il pezzo di lavorazione.

In aggiunta, dato che la sagoma di sezione dell'apertura degli ugelli 37, 51 è realizzata come superficie curva in modo che i fianchi della sezione o tratto apicale si espandano gradualmente verso la relativa estremità libera, non si hanno punti di discontinuità, e flusso turbolento proveniente dall'apice aperto viene soppresso nel liquido di processo che viene alimentato dai dispositivi di guida del filo superiore ed inferiore, 15U e 15L entro lo spazio compreso fra l'elettrodo filare 13 ed il pezzo W. Conseguentemente, si viene a ridurre la vibrazione dell’elettrodo filare, mentre migliora la pecisione di lavorazione anche quando il liquido di processo venga alimentato ad alta pressione.

Inoltre, anche nel procedimento in cui il pezzo W di lavorazione è immerso nel liquido di processo, non si verifica accumulo di liquido di processo nello spazio di lavorazione poiché il liquido di processo viene alimentato ad altra pressione. Pertanto, questo spazio può essere mantenuto pulito ed è possibile svolgere un processo a scarica di alta qualità.

Come apparirà evidente dalla spiegazione di questa forma realizzativa sopra fornita, nella presente invenzione, dato che la sagoma di sezione dell'apertura degli ugelli è realizzata come superficie curva con i fianchi del tratto o sezione apicale che si espandono gradualmente verso la relativa estremità libera, si sopprime il flusso turbolento del liquido di processo proveniente dall'apice aperto, si limita la vibrazione dell'elettrodo filare, e si è in grado di migliorare la precisione di lavorazione anche quando il liquido di processo venga alimentato ad alta pressione. In aggiunta, dato che il liquido di processo viene erogato ad alta pressione nello spazio di lavorazione fra l'elettrodo filare ed il pezzo, il liquido di processo penetra profondamente nello spazio di lavorazione, permettendo di mantenere tale spazio pulito. Pertanto, si ottiene un processo a scarica di alta qualità.

La macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica secondo la presente invenzione non si limita alla forma realizzativa qui descritta. Varie modificazioni risulteranno evidenti agli esperti del ramo, alla luce degli insegnamenti della presente divulgazione, senza con ciò scostarsi dall'ambito di essa.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica, in cui la sagoma di sezione di un'apertura di un ugello che alimenta liquido di processo in una luce o spazio di lavorazione fra un pezzo ed un elettrodo filare è realizzata in modo che i fianchi della sezione o tratto apicale dell'ugello arretrino gradualmente rispetto alla mezzeria dell'apertura dell’ugello, verso l'estremità libera dell'ugello.
2. 2. Macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui la sezione trasversale dell'ugello è realizzata nella sagoma generata dalla rotazione di un arco di cerchio.
3. 3. Macchina da taglio ad elettrodo a filo a scarica elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui la sagoma di sezione trasversale dell'ugello è generata da un arco di cerchio rotante attorno ad una mezzeria dell'apertura dell'ugello in modo da produrre una superficie curva che arretra gradualmente e verticalmente rispetto alla mezzeria.