專利名稱：電火花線切割加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種電火花線切割加工裝置，特別關(guān)于一種電火花線切割加工裝置的 片狀切割線電極。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)技術(shù)的電火花線切割機床主要應(yīng)用一條會移動的線電極對工件產(chǎn)生電弧放 電進行放電加工，而線電極的斷面形狀為圓形，由于放電加工為非接觸加工，特別在高硬度 的模具鋼加工上具有優(yōu)勢，主要應(yīng)用以精密零組件加工及沖壓模具的加工為主。但由于放 電加工的速度較其它切削加工慢，因此若能利用多條線同時加工，可以提升加工效率。然 而，由于線切割加工時，會因為線電極磨耗過大或施于線電極與工件的加工液流動不良造 成放電加工不穩(wěn)定而產(chǎn)生斷線問題，在傳統(tǒng)技術(shù)的機臺上，斷線后是以自動穿線功能來減 少停機時間和人力需求，但在多線式同時加工的情形下，若有斷線情形產(chǎn)生，將使所有的線 電極都停止加工，會嚴(yán)重影響加工效率。在此技術(shù)領(lǐng)域中，有需要一種電火花線切割加工裝置及其加工方法，以改善上述 缺點。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的實施例提供一種電火花線切割加工裝置，上述電火花線切割 加工裝置包括一種電火花線切割加工裝置，包括一基座；至少兩組卷線機構(gòu)，設(shè)置在上述基 座上；一工作區(qū)，位于上述些組卷線機構(gòu)之間；至少兩條制備完成的片狀切割線電極，位于 上述工作區(qū)中，上述些片狀切割線電極的末端分別架設(shè)在上述些組卷線機構(gòu)上。本發(fā)明的另一實施例系提供一種電火花線切割加工裝置，上述電火花線切割加工 裝置包括一種電火花線切割加工裝置，包括一基座；至少兩組卷線機構(gòu)，設(shè)置在上述基座 上；一工作區(qū)，位于上述些組卷線機構(gòu)之間；至少兩條制備完成的片狀切割線電極，位于上 述工作區(qū)中，上述些片狀切割線電極的末端分別架設(shè)在上述些組卷線機構(gòu)上，其中上述些 片狀切割線電極包括至少兩個彼此交叉片狀切割線電極組，其中每一個上述片狀切割線電 極組包括至少兩個彼此平行的上述片狀切割線電極。


圖1為本發(fā)明一實施例的電火花線切割加工裝置的示意圖。圖2為本發(fā)明另一實施例的電火花線切割加工裝置的示意圖。圖3為本發(fā)明一實施例的片狀切割線電極210的立體示意圖。圖如 圖如為本發(fā)明不同實施例的片狀切割線電極的斷面示意圖。主要組件符號說明200 基座；202 工件；
204、204a、204b、204c、204d、204e、204f、232a、232b、232c、232d、232e、232f、234a、 234b、234c、234d、234e、234f 卷線機構(gòu)；204al、204a2、232al、232a2 線輪；206 工作區(qū)；210、2101、2102、2103、210a、210b、210c、210d、210e、210f、226、226a、226b、226c、 226d、226e、226f、228、228a、228b、228c、228d、228e、228f 片狀切割線電極；212a、212b、212c、212d、2Ue、212f 電源供應(yīng)系統(tǒng)；214a、214b、218a、218al、218a2、218a3、218b、218bl、218b2、218b3 側(cè)邊；220、230 相對移動方向；222a、222b、222c、222d、222e、222f、242a、242b、242c、242d、242e、242f、246a、 246b、246c、246d、246e、246f 切縫；d 寬度；L 長度；500a、500b 電火花線切割加工裝置。
具體實施例方式以下以各實施例配合附圖詳細說明的范例，做為本發(fā)明的參考依據(jù)。在附圖或說 明書描述中，相似或相同的部分均使用相同的圖號。且在附圖中，實施例的形狀或是厚度可 擴大，并以簡化或是方便標(biāo)示。再者，附圖中各組件的部分將以分別描述說明，值得注意的 是，圖中未繪示或描述的組件，為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的形式，另外，特定的實施例僅為公 開本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供一種多線加工的電火花線切割加工裝置，其利用已制備完成的 多個片狀切割線電極做為放電加工的線電極。相較于傳統(tǒng)技術(shù)所使用的斷面形狀為圓形的 線電極，本發(fā)明實施例的電火花線切割加工裝置具有提升電火花線切割加工的效率、避免 斷線的產(chǎn)生、提高系統(tǒng)的稼動率、提升加工精度、增加線電極的重復(fù)使用率以降低片狀切割 線電極的耗材成本。圖1為本發(fā)明一實施例的電火花線切割加工裝置500a的示意圖。如圖1所示， 本發(fā)明一實施例的電火花線切割加工裝置500a包括一基座200，其用以置放欲加工的工件 202。多組卷線機構(gòu)20 204f，設(shè)置在基座200上。其中卷線機構(gòu)20 204f之間的空 間定義為工作區(qū)206。另外，每組卷線機構(gòu)可具有頭尾兩個線輪。舉例來說，卷線機構(gòu)20 具有頭尾兩個線輪204al和20如2。多條制備完成且彼此平行的片狀切割線電極210a 210f，位于工作區(qū)206中，分別架設(shè)在卷線機構(gòu)20 204f上。舉例來說，片狀切割線電 極210a的兩末端分別架設(shè)在卷線機構(gòu)20 的頭尾兩個線輪204al和204a2上。因此，每 一條片狀切割線電極由各自獨立的卷動機構(gòu)控制其移動速率和線張力，每一條片狀切割線 電極由獨立的電源供應(yīng)系統(tǒng)21 212f，以提供放電波形以對工件202進行放電加工，并 且沿著片狀切割線電極210a 210f與基座200的相對移動方向220分別形成多個切縫 22 222f，以切割工件202?；蛘?，在本發(fā)明其它實施例中，片狀切割線電極210a 210f 也可電性連接至同一個電源供應(yīng)系統(tǒng)(圖未示)。當(dāng)工件202切割完成之后，可將工件202 旋轉(zhuǎn)一角度后重新置于基座200上進行放電加工，以形成另一方向的切縫。
圖2為本發(fā)明另一實施例的電火花線切割加工裝置500b的示意圖。電火花線切 割加工裝置500b可包括至少兩個彼此交叉的片狀切割線電極組2 和228，其中每一個片 狀切割線電極組2 或2 分別可包括多個彼此平行的片狀切割線電極226a 226f或 228a 。類似的，片狀切割線電極組2 或2 的每一個片狀切割線電極226a 226f 或228a 228f的兩末端可分別架設(shè)在卷線機構(gòu)23 232f或23 234f的頭尾兩個 線輪上。舉例來說，片狀切割線電極226a的兩末端可分別架設(shè)在卷線機構(gòu)23 的頭尾兩 個線輪232al和232a2上。因此，每一條片狀切割線電極可由各自獨立的卷動機構(gòu)控制其 移動速率和線張力，每一條片狀切割線電極由獨立的電源供應(yīng)系統(tǒng)或電性連接至同一個電 源供應(yīng)系統(tǒng)(圖未顯示)，以提供放電波形以對工件202進行放電加工，并且沿著片狀切割 線電極226a 226f和228a 228f與基座200的相對移動方向230分別形成兩組彼此交 叉的切縫對加 M2f和M6a 246f，以切割工件202。圖3為本發(fā)明一實施例的片狀切割線電極210的立體示意圖。圖如 圖如為本 發(fā)明不同實施例的片狀切割線電極2101、2102和2103的斷面示意圖。在本發(fā)明一實施例 中，片狀切割線電極210為一長形柱狀體，具有一對較長的平行側(cè)邊21 和214b以及較短 的另一對側(cè)邊218a和218b，其中較長的平行側(cè)邊21 和214b之間的寬度d可介于0.01mm 至0. 4mm之間，其中平行側(cè)邊21 和214b的長度L和彼此之間的寬度d比值可大于1且 小于20。值得注意的是，平行側(cè)邊21 和214b與如圖1所示的片狀切割線電極210a 210f與基座200的相對移動方向220平行。在本發(fā)明一實施例中，片狀切割線電極的斷面 在本發(fā)明一實施例中。另外，如圖如 圖4c所示，片狀切割線電極2101、2102和2103分 別連接平行側(cè)邊21 和214b的另一對側(cè)邊可包括直線側(cè)邊218al和218bl、圓弧形側(cè)邊 218a2和218b2或角形側(cè)邊218a3和218b3。然而，分別連接平行側(cè)邊214a和214b的另一 對側(cè)邊也可包括其它的形狀，并非限定于上述實施例。在本發(fā)明一實施例中，片狀切割線 電極210的材質(zhì)可包括銅(Copper)、黃銅(Brass)、鉬(Molybdenum)、鎢(Tungsten)、石墨 (Graphite)、鎢 CTungsten)、鋼(Steel)、鋁(Aluminum)或鋅(Zinc)等導(dǎo)電材料。在本發(fā)明一實施例中，電火花線切割加工裝置500a和500b具有多個片狀切割線 電極210，可以達到多線同時放電加工的高加工效率狀態(tài)。另外，片狀切割線電極210為一 長形柱狀體，其斷面形狀的寬度d不變，可讓切縫寬度維持不變，而長度L可增加為數(shù)倍至 數(shù)十倍，可提高切割線電極的線張力，減少線撓曲及線振動，可在維持加工精度(意即切縫 寬度)的情形下使電極不致因電極磨耗太大而斷裂。片狀切割線電極210具有較大的長 寬比，在放電加工時消耗主要發(fā)生于片狀切割線電極210的前端部分，可避免斷線情形產(chǎn) 生。因此，片狀切割線電極210可重復(fù)使用，減少線電極耗材的成本，且同時維持加工精度， 因而用于固定片狀切割線電極210的卷線機構(gòu)204(如圖1所示)可具備正反向卷動功能， 可在片狀切割線電極210正向卷完后改為負向卷動或片狀切割線電極210負向卷完后改為 正向卷動，以重復(fù)使用同一條片狀切割線電極210對工件202進行加工?；谏鲜鰞?yōu)點，本 發(fā)明實施例的電火花線切割加工裝置500a和500b特別適用于線電極不需轉(zhuǎn)向的具導(dǎo)電性 的高硬度材料的切塊或切片等的一維加工上。經(jīng)過線磨耗測試結(jié)果，本發(fā)明實施例的片狀 切割線電極210在施加電流5安培(A) 17安培的條件(傳統(tǒng)技術(shù)的直徑為0. 3mm的圓 形線電極的最高施加電流僅為4安培)下可連續(xù)使用四小時而不會斷線，且片狀切割線電 極本身并無明顯的磨耗。另外，當(dāng)被切割的材料厚度為150mm的條件下，傳統(tǒng)技術(shù)的直徑為0. 3mm的圓形線電極的加工速度約為0. 4mm/min，而本發(fā)明實施例的寬度d為0. 3mm的片狀 切割線電極210的加工速度可高達1. Omm/min。另外，本發(fā)明實施例的電火花線切割加工裝置500a和500b可應(yīng)用于對太陽能硅 晶材料做放電切割制程，以提升加工效率及減少切口的材料損耗(Kerf Loss)。一般硅晶 錠的制作方法是使用帶鋸(Band Saw)切割制程硅晶錠(Ingot)，其切口的材料損耗(Kerf Loss)約為3mm以上，帶鋸表面雖披覆一層人造碎鉆，以克服硅晶的硬脆加工問題，但仍有 斷裂之虞，尤其遇到具碳化硅雜質(zhì)的邊材為然。表1為顯示本發(fā)明實施例的電火花線切割 加工裝置與傳統(tǒng)帶鋸機臺用于太陽能硅晶材料放電切割制程的比較。表 權(quán)利要求
1.一種電火花線切割加工裝置，包括一基座；至少兩組卷線機構(gòu)，設(shè)置在該基座上； 一工作區(qū)，位于該些組卷線機構(gòu)之間；以及至少兩條制備完成的片狀切割線電極，位于該工作區(qū)中，該些片狀切割線電極的末端 分別架設(shè)在該些組卷線機構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該片狀切割線電極的斷面具有 一對平行側(cè)邊，其中該對平行側(cè)邊之間的寬度介于0. Olmm至0. 4mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該對平行側(cè)邊的長度和該對平 行側(cè)邊之間的寬度比值大于1且小于20。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電火花線切割加工裝置，其中該些片狀切割線電極與該基座 具有一相對移動方向，該相對移動方向與該對平行側(cè)邊平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電火花線切割加工裝置，其中該些片狀切割線電極的斷面包 括另一對側(cè)邊，分別連接該對平行側(cè)邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電火花線切割加工裝置，其中另一對該側(cè)邊包括直線側(cè)邊、 圓弧形側(cè)邊或角形側(cè)邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該些片狀切割線電極的材質(zhì)包 括銅、黃銅、鉬、鎢、石墨、鎢、鋼、鋁或鋅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該組卷線機構(gòu)具有正向卷動和 反向卷動功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該相對移動方向為一維方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，還包括至少一電源供應(yīng)系統(tǒng)，連接 至該些片狀切割線電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該些片狀切割線電極彼此平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電火花線切割加工裝置，其中該些片狀切割線電極包括至 少兩個彼此交叉片狀切割線電極組，其中每一個該片狀切割線電極組包括至少兩個彼此平 行的該片狀切割線電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電火花線切割加工裝置，上述電火花線切割加工裝置包括一基座；至少兩組卷線機構(gòu)，設(shè)置在上述基座上；一工作區(qū)，位于上述些組卷線機構(gòu)之間；至少兩條制備完成的片狀切割線電極，位于上述工作區(qū)中，上述些片狀切割線電極的末端分別架設(shè)在上述些組卷線機構(gòu)上。
文檔編號B23H1/04GK102091840SQ200910253240
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者李坤穎, 陳鳴吉, 麥朝創(chuàng) 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院