專利名稱：電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電火花線切割機床，尤其是一種電火花線切割機床進行大錐度變厚度切割時使用的隨動機構(gòu)，具體地說是一種電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，作為高速往復(fù)走絲電火花線切割(HS-WEDM)機床的重要的品種——錐度線切割機床，已廣泛運用在成形刀具、電火花成形加工用電極、塑料和五金擠出模、拉絲模、模具鑲拼件及多種零件(如斜齒輪、葉片等)的加工方面，但對于錐度特別是大錐度
±5° )的切割，由于受較多因素尤其是因為電極絲采用導(dǎo)輪定位產(chǎn)生的各種結(jié)構(gòu)誤差的影響，加上大錐度切割時工作液不能很好地包裹住電極絲并隨著電極絲沿傾斜方向進入 加工區(qū)域，其加工精度和表面粗糙度要比常規(guī)加工差很多，至于錐度零件的多次切割，特別是大錐度零件的多次切割則更加困難，其最根本的原因還是沒有可以保持電極絲空間及重復(fù)位置精度的隨動導(dǎo)絲器及噴水機構(gòu)。對于錐度切割走絲系統(tǒng)，采用導(dǎo)輪對電極絲進行定位的方式必然會產(chǎn)生錐度切割時電極絲的交切誤差，如圖I所示，錐度切割時當(dāng)采用導(dǎo)輪對電極絲定位進行U向平移時，電極絲在導(dǎo)輪上的切點將從直體切割時的A、C點，轉(zhuǎn)變成錐度切割時的B、D點，這就形成了實際電極絲位置和理論電極絲位置的誤差——交切誤差(如圖中b所示)，交切誤差將使得電極絲加工誤差的產(chǎn)生，并且錐度越大、導(dǎo)輪直徑越大，誤差也越大；而錐度切割時導(dǎo)輪進行V向平移，當(dāng)切割錐度較大時，必須保證上下導(dǎo)輪同時繞下線臂軸線偏轉(zhuǎn)(如圖2所示)，否則，如果只是導(dǎo)輪平移，當(dāng)切割錐度增加后，電極絲必將脫離導(dǎo)輪的定位槽失去導(dǎo)向作用。對于低速單向走絲電火花線切割機床(LS-WEDM)而言，因其走絲速度很低(<12m/min),且不用導(dǎo)輪對電極絲進行最終定位而采用電極絲導(dǎo)絲器限位，在進行錐度切割時，電極絲在U、V工作臺的帶動下進行平移，從而完成電極絲的錐度切割運動，因此導(dǎo)絲器內(nèi)只需要設(shè)計有足夠大的過渡圓弧(如圖3所示)，其孔徑與電級絲間保持無間隙狀態(tài)，以確保電極絲的平滑轉(zhuǎn)彎和在導(dǎo)絲器中不出現(xiàn)移位，并選用延伸率較大而屈服及斷裂強度較低的黃銅絲即能實現(xiàn)大錐度切割；但對于HS-WEDM大錐度切割而言，此種定位方式由于鑰絲的高速運行(lOm/s)及鑰絲比黃銅絲高的多的硬度和強度，很快就會造成導(dǎo)絲器的磨損，同時也會對電極絲產(chǎn)生損傷，必然導(dǎo)致斷絲機率大大增加。因此HS-WEDM大錐度機構(gòu)的導(dǎo)絲器導(dǎo)向方式必須采用盡可能減少與電極絲的硬性摩擦方式，也即盡可能保障在錐度切割時始終保持電極絲垂直通過導(dǎo)絲器定位面的方式進行；同時為增強冷卻效果，噴水結(jié)構(gòu)也應(yīng)該跟隨著電極絲進行傾斜，爭取工作液盡可能多的包裹住電極絲；此外還要方便電極絲在導(dǎo)輪上的掛絲及方便穿過導(dǎo)絲器限位塊的操作?，F(xiàn)有技術(shù)中，能夠進行大錐度切割的HS-WEDM通常由普通四連桿擺動式大錐度線架實現(xiàn)，如圖4所示，所謂四連桿是由上下線臂、套筒連桿及電極絲組成的。導(dǎo)輪在四連桿帶動下可以在U方向進行平移及在V方向進行偏擺，但不能解決U方向?qū)л喥揭坪蟮慕磺姓`差，其對電極絲冷卻的噴水嘴為避免與電極絲在U方向平移時形成干涉，通常做成沿U方向長條型的多出水孔噴嘴(圖5)，因此無法保證工作液從噴嘴出來后包裹住電極絲，所以對加工區(qū)域的冷卻效果很差，加上不能解決交切問題，因此切割精度也無法保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的高速電火花切割機床(HS-WEDM)在切割大錐度工件時電極絲定位不精確以及噴水裝置不能實現(xiàn)跟蹤噴液的問題，設(shè)計一種在大錐度切割時始終能通過導(dǎo)絲器對電極絲進行限位，并且電極絲能始終垂直穿過導(dǎo)絲器限位塊以減少電極絲和限位塊的相互磨損，且同時又能實現(xiàn)噴水嘴跟蹤電極絲進行噴液，使得工作液盡可能包裹住電極絲的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是它包括上線臂8、上導(dǎo)輪9、上隨動噴水導(dǎo)絲器10、上連桿11、下隨動噴水導(dǎo)絲器12、下導(dǎo)輪13、下連桿15、下 線臂16和套筒連桿17 ;所述的上線臂8安裝在電火花線切割機床的錐度頭拖板下并由U向驅(qū)動電機6及V向驅(qū)動電機5驅(qū)動，下線臂16安裝在機床的立柱上；所述的套筒連桿17通過軸承連接在上線臂8和下線臂16上；所述的上連桿11的一端與套筒連桿17通過軸承連接，另一端與上隨動噴水導(dǎo)絲器10通過軸承A連接；所述的下連桿15的一端與套筒連桿17通過軸承連接，另一端與下隨動噴水導(dǎo)絲器12通過軸承B連接；所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器10與導(dǎo)輪9通過軸承C連接，下隨動噴水導(dǎo)絲器12與下導(dǎo)輪13通過軸承D連接。所述的上線臂8與下線臂16在錐度頭進行V方向移動時，下線臂16繞著自身軸線DG軸轉(zhuǎn)動，而上線臂8在完成V方向平移時還同步繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動。所述的上線臂8與下線臂16上的四個連接點的連線構(gòu)成一個平行四邊形，該平行四邊形所形成的框架能夠圍繞著下線臂的后端點(G)沿U方向左右擺動；所述的上連桿11與下連桿15平行于上線臂8與下線臂16。所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器10與下隨動噴水導(dǎo)絲器12的導(dǎo)絲孔徑的中心連線與套筒連桿17的中心軸線平行，同時也與上導(dǎo)輪9和下導(dǎo)輪13上運動中的電極絲2始終在一條直線上。所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器10與下隨動噴水導(dǎo)絲器12同為閉合式導(dǎo)絲器或同為方便穿絲的開合式導(dǎo)絲器。所述的套筒連桿17由兩段桿子組成，且當(dāng)機構(gòu)沿U向擺動時，可以伸縮；而當(dāng)上線臂需上升以加工高厚度工件時，可以更換其中的一段桿子，以適應(yīng)切割不同高度工件的需求。所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，設(shè)計有電極絲恒張力機構(gòu)，以保障在錐度頭進行U向擺動時對走絲系統(tǒng)中電極絲的伸縮進行調(diào)節(jié)，并在加工中維持電極絲張力處于恒定狀態(tài)。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明通過在上連桿11和上導(dǎo)輪9上連接上隨動噴水導(dǎo)絲器10以及在下連桿15和下導(dǎo)輪13連接下隨動噴水導(dǎo)絲器12，對于切割大錐度工件時可以保證電極絲2在切割工件時，始終受到上下導(dǎo)絲器的限位作用，并且由于電極絲垂直通過導(dǎo)絲器中的限位塊(通常由寶石或金剛石做成)，減少了限位塊的磨損，此外能保障電極絲空間位置的穩(wěn)定性，并且由于導(dǎo)絲器上安裝有噴水口，噴水口隨著導(dǎo)絲器也進行了擺動和轉(zhuǎn)動，從而盡可能保障了工作液對電極絲的噴液包裹作用，實現(xiàn)了跟蹤噴液。


圖I是現(xiàn)有的大錐度機構(gòu)中用導(dǎo)輪定位U向產(chǎn)生交切誤差示意圖。圖2現(xiàn)有的大錐度機構(gòu)中用導(dǎo)輪定位V向移動偏擺要求示意圖。圖3是現(xiàn)有的低速走絲大錐度切割導(dǎo)絲器示意圖。圖4是現(xiàn)有的普通四連桿擺動式大錐度線架結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是現(xiàn)有的四連桿機構(gòu)大錐度線架結(jié)構(gòu)中使用的長槽式噴水板結(jié)構(gòu)。
圖6是本發(fā)明的六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的錐度頭U向運動時隨動噴水導(dǎo)絲器運動示意圖。圖8是本發(fā)明的錐度頭V向運動時隨動噴水導(dǎo)絲器運動示意圖。圖9是本發(fā)明的隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)切割錐度時的工作狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。如圖6-9所示。一種電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，它包括上線臂8、上導(dǎo)輪9、上隨動噴水導(dǎo)絲器10、上連桿11、下隨動噴水導(dǎo)絲器12、下導(dǎo)輪13、下連桿15、下線臂16和套筒連桿17，如圖6所示，具體實施時，還應(yīng)設(shè)計有電極絲恒張力機構(gòu)，以保障在錐度頭進行U向擺動時對走絲系統(tǒng)中電極絲的伸縮進行調(diào)節(jié)，并在加工中維持電極絲張力處于恒定狀態(tài)，圖6中I為電極絲收放絲驅(qū)動輪，3為一組恒張力調(diào)節(jié)機構(gòu)，恒張力調(diào)節(jié)機構(gòu)可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)，可為彈簧式，也可為氣缸或油缸調(diào)節(jié)式，4為導(dǎo)絲夾。所述的上線臂8安裝在電火花線切割機床的錐度頭拖板下并由U向驅(qū)動電機6及V向驅(qū)動電機5驅(qū)動，下線臂16安裝在機床的立柱上；所述的套筒連桿17通過軸承連接在上線臂8和下線臂16上；所述的上連桿11的一端與套筒連桿17通過軸承連接，另一端與上隨動噴水導(dǎo)絲器10通過軸承A連接；所述的下連桿15的一端與套筒連桿17通過軸承連接，另一端與下隨動噴水導(dǎo)絲器12通過軸承B連接；所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器10與導(dǎo)輪9通過軸承C連接，下隨動噴水導(dǎo)絲器12與下導(dǎo)輪13通過軸承D連接。所述的上線臂8與下線臂16上的四個連接點的連線構(gòu)成一個平行四邊形，該平行四邊形所形成的框架能夠圍繞著下線臂的后端點G沿U方向左右擺動；所述的上連桿11與下連桿15平行于上線臂8與下線臂16，上線臂8與下線臂16在錐度頭進行V方向移動時，下線臂16繞著自身軸線DG軸轉(zhuǎn)動，而上線臂8在完成V方向平移時還同步繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動。。上隨動噴水導(dǎo)絲器10與下隨動噴水導(dǎo)絲器12的導(dǎo)絲孔徑的中心連線與套筒連桿17的中心軸線平行，同時也與上導(dǎo)輪9和下導(dǎo)輪13上運動中的電極絲2始終在一條直線上。上隨動噴水導(dǎo)絲器10與下隨動噴水導(dǎo)絲器12同為閉合式導(dǎo)絲器或同為方便穿絲的開合式導(dǎo)絲器。套筒連桿17可由兩段桿子組成，且當(dāng)機構(gòu)沿U向擺動時，可以伸縮；而當(dāng)上線臂需上升以加工高厚度工件時，可以更換其中的一段桿子，以適應(yīng)切割不同高度工件的需求。由于上連桿11和下連桿15由兩組相連的四連桿機構(gòu)組成，且兩四連桿均為平行四邊形，同時上下隨動噴水導(dǎo)絲器上的軸承A、B、C、D的中心連線與電極絲2平行，使得電極絲2可以在U方向上任意傾斜的同時始終與導(dǎo)絲器平面垂直，減少電極絲和導(dǎo)絲器定位塊的磨損，如圖9所示。當(dāng)切割大錐度工件時，U向電機5和V向電機6分別運動帶動上線臂8運動，從而帶動上、下連桿運動，通過上、下連桿運動，使得上、下隨動噴水導(dǎo)絲器跟著做旋轉(zhuǎn)運動(圖
7、8)，其噴水方向也能始終跟著電極絲2的運動方向完成噴水，實現(xiàn)跟蹤噴液，保證工作液 對電極絲的包裹。上、下隨動噴水導(dǎo)絲器最好采用開合式導(dǎo)絲器，這樣使得穿絲方便，導(dǎo)輪最好采用防水導(dǎo)輪，以延長導(dǎo)輪使用壽命。本發(fā)明未涉及部分如電極絲驅(qū)動機構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)等均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是它包括上線臂(8)、上導(dǎo)輪(9)、上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)、上連桿(11)、下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)、下導(dǎo)輪(13)、下連桿(15)、下線臂(16)和套筒連桿(17);所述的上線臂(8)安裝在電火花線切割機床的錐度頭拖板下并由U向驅(qū)動電機(6)及V向驅(qū)動電機(5)驅(qū)動，下線臂(16)安裝在機床的立柱上；所述的套筒連桿(17)通過軸承連接在上線臂(8)和下線臂(16)上；所述的上連桿(11)的一端與套筒連桿(17)通過軸承連接，另一端與上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)通過軸承A連接；所述的下連桿(15)的一端與套筒連桿(17)通過軸承連接，另一端與下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)通過軸承B連接；所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)與導(dǎo)輪(9)通過軸承C連接，下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)與下導(dǎo)輪(13)通過軸承D連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是所述的上線臂(8)與下線臂(16)上的四個連接點的連線構(gòu)成一個平行四邊形，該平行四邊形所形成的框架能夠圍繞著下線臂的后端點(G)沿U方向左右擺動；所述的上連桿(11)與下連桿(15)平行于上線臂(8)與下線臂(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是所述的上線臂(8)與下線臂(16)在錐度頭進行V方向移動時，下線臂(16)繞著自身軸線DG軸轉(zhuǎn)動，而上線臂(8 )在完成V方向平移時還同步繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)與下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)的導(dǎo)絲孔徑的中心連線與套筒連桿(17)的中心軸線平行，同時也與上導(dǎo)輪(9)和下導(dǎo)輪(13)上運動中的電極絲(2)始終在一條直線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)與下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)同為閉合式導(dǎo)絲器或同為方便穿絲的開合式導(dǎo)絲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是所述的套筒連桿(17)由兩段桿子組成，且當(dāng)機構(gòu)沿U向擺動時，可以伸縮；而當(dāng)上線臂上升以加工高厚度工件時，可以更換其中的一段桿子，以適應(yīng)切割不同高度工件的需求。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是它還包括電極絲恒張力機構(gòu)，以保障在錐度頭進行U向擺動時對走絲系統(tǒng)中電極絲的伸縮進行調(diào)節(jié)，并在加工中維持電極絲張力處于恒定狀態(tài)。
全文摘要
一種電火花線切割機床六連桿大錐度隨動導(dǎo)絲及噴水機構(gòu)，其特征是它包括上線臂(8)、上導(dǎo)輪(9)、上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)、上連桿(11)、下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)、下導(dǎo)輪(13)、下連桿(15)、下線臂(16)和套筒連桿(17)；所述的套筒連桿(17)通過軸承連接在上線臂(8)和下線臂(16)上；所述的上連桿(11)的一端與套筒連桿(17)通過軸承連接，另一端與上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)通過軸承A連接；所述的下連桿(15)的一端與套筒連桿(17)通過軸承連接，另一端與下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)通過軸承B連接；所述的上隨動噴水導(dǎo)絲器(10)與導(dǎo)輪(9)通過軸承C連接，下隨動噴水導(dǎo)絲器(12)與下導(dǎo)輪(13)通過軸承D連接。本發(fā)明的限位塊磨損小，電極絲空間位置穩(wěn)定性好，工作液對電極絲能實現(xiàn)跟蹤噴液。
文檔編號B23H7/10GK102806396SQ201210322858
公開日2012年12月5日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者劉志東 申請人:南京航空航天大學(xué)