專利名稱：線切割機大錐度絲架u向擺動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種涉及電火花數(shù)控線切割機床的大錐度絲架U向擺動裝置。
近二十多年來，國外電火花加工中慢速走絲線切割機床的發(fā)展極為迅速。目前該線切割加工技術(shù)上處于領(lǐng)先地位的要算瑞士AGIE和CharmilleS兩家公司，他們生產(chǎn)的線切割機床產(chǎn)品，其最大加工錐度為±30°。而日本的三菱、Japax為主的十多個線切割機床廠家的線切割機床產(chǎn)品，其最大加工錐度尚處于±14°左右。由于國外慢速走絲切割機床的錐度絲架一直為了追求加工中高度可調(diào)節(jié)，一般都使線架的上臂做成升降式，如瑞士AGIE的線切割機床上首先采用了套筒式連桿機構(gòu)的可調(diào)高度的線架結(jié)構(gòu)，則使其上、下導向器通過機械連桿來作任意轉(zhuǎn)動，這樣使其最大加工錐度達到±30°。但這種結(jié)構(gòu)十分復雜，機床的造價極高，而國外的其他的一些廠家在線切割機床的錐度線架架的結(jié)構(gòu)上均有些相似。
而我國獨自創(chuàng)造的電火花高速走絲線切割機床以實用、價廉而著稱于世。就錐度加工方面講目前國內(nèi)尚未能超過15°，但國內(nèi)的高速走絲線切割機床的錐度裝置一般存在著加工精度不高和使用不太可靠等缺點中國專利局在1989年12月6日公告的申請?zhí)?9201820.8的“快走絲電火花切割機超大錐度絲架”的專利文獻中，介紹了一種大錐度絲架，這是上、下導輪作成連桿機構(gòu)、進給系統(tǒng)采用角度微進給機構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)的U向傾斜角增加后，線架的實際加工厚度是按傾斜角的余弦函數(shù)值在減小。如極絲在U、V向都一齊傾斜到±60時，則絲架的實際加工厚度只剩了線架跨度的原設(shè)計值的t。這樣，確使其實用范圍縮小了。
本線切割機床大錐度絲架U、V向擺動裝置解決工業(yè)上常用的0～±60°范圍內(nèi)空間任意斜度加工的問題，可實現(xiàn)直母線組成的可變錐度的上下異型面和扭曲型面的加工。這樣就解決了成型模具，電火花加工的電極和特殊形狀的試驗模型及樣件的加工問題，如在機床的坐標工作臺上配置兩旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)盤，更能實現(xiàn)空間任意斜度的加工。
本線切割機床大錐度絲架實際上是以線切割機床的大錐度線架和走絲裝置兩個部件相互結(jié)合為一體的一種新型裝置，當該大錐度絲架作U、V擺動時，就使極絲作U、V向傾斜，從而進行大錐度的切割加工。
本線切割機床大錐度絲架U向擺動裝置能使極絲在U向?qū)崿F(xiàn)0～±60°內(nèi)任意度數(shù)的傾斜。從結(jié)構(gòu)上講極絲傾斜至±60°，再繼續(xù)作傾斜的話，其上、下橫臂中有一橫臂伸出量會特別大，這樣會使伸出橫臂的剛度嚴重地不夠，從而使絲架不能進行加工。如果要使極絲傾斜達到±90°的話，勢必要線架的一橫臂非伸至無窮遠處不可。再說，現(xiàn)有的線切割機的高頻電源的功率也限制了極絲切割工件的厚度，目前還不能超出700m厚，這些足以說明線切割機床U向擺動到±60°就達到極限位置了。
本實用新型的目的在于對現(xiàn)有的錐度線架U向擺動裝置的結(jié)構(gòu)作了改進。以便使線切割機床能可靠地進行大錐度加工，同時提高了加工精度。
本實用新型的以上目的是通過改進錐度絲架的結(jié)構(gòu)達到的。在該錐度線架U向擺動裝置上采用齒輪組與行星齒輪減速機構(gòu)相接合的齒式傳動鏈，同樣還設(shè)計了凸輪機構(gòu)來補償極絲偏移量，用來消除錐度絲架U向擺動中的理論誤差，這樣就保證了錐度線切割加工中能實現(xiàn)精密級進給，從而達到本實用新型的目的了。
該大錐度絲架U向擺動裝置由托座組件、拖板組件和上、下擺動橫臂組件所組成。托座組件和拖板組件通過V型導軌的滾珠來連接。而上、下擺動橫臂組件既以滾珠和滾柱裝入托座組件的V型導軌和平導軌之間，又通過齒條跟拖板組件的大齒輪相嚙合。
托座組件由托座、V型導軌、掛架、平導軌、V型導軌、底板、面板、襯套、銷軸和軸承組成。
拖板組件由拖板、V型導軌、滾珠、拉簧、步進電機、小齒輪、輪、中間齒輪、行星減速機構(gòu)、芯軸、軸承、大齒輪和凸輪組成。
上、下擺動橫臂組件由上、下擺動橫臂、上、下齒條、上、下線輪座和線輪組成。
而拖板組件中的行星減速機構(gòu)由行星機架、上、下行星齒輪、轉(zhuǎn)軸、靜止中心齒輪、輸出中心齒輪和滑墊組成。
該大錐度絲架U向擺動裝置的傳動過程由步進電機芯軸上小齒輪帶動中間齒輪，由于行星機構(gòu)固定在中間齒輪上，行星機構(gòu)則隨同中間齒輪旋轉(zhuǎn)。而使行星機構(gòu)上的行星齒輪圍繞在靜止中心齒輪上滾動。從而實現(xiàn)行星齒輪的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動。由于嚙合齒輪的齒數(shù)差的關(guān)系。使輸出中心齒輪的速比1＝1450～750范圍內(nèi)作減速傳動。由行星機構(gòu)上的輸出中心齒輪帶動大齒輪一齊旋轉(zhuǎn)后。使得上、下齒條作出左、右移動，并帶動了上、下伸縮橫臂、上、下線輪座和線輪同作左、右擺動，致使極絲進行U向傾斜。
當極絲傾斜后，凸輪補償機構(gòu)起著補償傾斜極絲對線架擺動軸交點的偏移量的作用。該機構(gòu)由拖板組件上的拖板、V型導軌、凸輪和托座組件上的托座、V導軌、滾珠、拉簧、銷軸及其上裝配的滾動軸承所組成。該機構(gòu)由拖板上齒式傳動鏈中的大齒輪帶動凸輪旋轉(zhuǎn)。由于凸輪的升程來推動托座銷軸上滾動軸承，則就使拖板相對于托座沿V型導軌作左、右移動，因凸輪固定在大齒輪上，凸輪的轉(zhuǎn)角即是大齒輪的轉(zhuǎn)角，由于大齒輪和上、下齒條相嚙合。則上、下齒條中線與固定在上、下伸縮橫臂前端的線輪軸線各位于上、下水平面內(nèi)。因此，凸輪的轉(zhuǎn)角亦即極絲在U向的傾斜角。
極絲傾斜后所產(chǎn)生擺動軸交點的偏移量 ＝ (d)/2 ( 1/(cosα) －1)，式中 －極絲的傾斜角、d－線輪的工作直徑。按照上式公式，極絲傾斜角變化后會得出相應的偏移量 。為抵銷該偏移量起見，現(xiàn)采用負 值來繪制曲線。凸輪曲面就是按該曲線制造的。其凸輪升程的變動量用來控制拖板沿導軌方向運動的位移量，這一位移量就補償了極絲傾斜后引起對線架擺動軸交點的偏移量，這樣，就消除了線架在U向的擺動上所存在的理論誤差。
本實用新型的伏點在于線架U向擺動的傳動鏈上采用精密級齒輪和凸輪補償機構(gòu)。致使其傳動剛度好、進給精準、靈敏高，此外，用了行星減速機構(gòu)，能使減速比大，結(jié)構(gòu)緊湊，整個裝置制造和裝配過程簡便，使用可靠。
本實用新型
如下圖1是本實用新型大錐度絲架U向擺動原理圖。
圖2是本實用新型大錐度絲架U向擺動正視圖。
圖3是本實用新型大錐度絲架U向擺動剖視圖。
圖4是本實用新型大錐度絲架上托座組件的裝配圖。
圖5是本實用新型大錐度絲架上拖板組件裝配圖。
圖6是本實用新型大錐度絲架U向擺動凸輪補償機構(gòu)示意圖。
圖2和圖3描述了本實用新型線切割機床大錐度絲架U向擺動裝置。該裝置由托座組件、拖板組件和上、下擺動橫臂組件所組成。
托座組件由托座(22)、V型導軌(23a)、(23b)、掛架(20a)、(20b)、平導軌(17a)、(17b)、V型導軌(16a)、(16b)、底板(21a)、(21b)、面板(28)、襯套(29)、銷軸(30)和軸承組成。
拖板組件由拖板(24)、V型導軌(25a)、(25b)、滾珠、拉簧(26a)、(26b)、步進電機(1)、小齒輪(2)、中間齒輪(3)、行星減速機構(gòu)、芯軸(27)、軸承、大齒輪(13)和凸輪(12)組成。
上、下擺動橫臂組件由上、下擺動橫臂(18)、(19)、上下線輪座(31)、(32)和線輪(33)、(34)組成。
行星減速機構(gòu)由行星架(4)、上、下行星齒輪(5)、(7)、轉(zhuǎn)軸(6)、(8)、靜止中心齒輪(9)、輸出中心齒輪(10)和滑墊(11)組成。
托座組件和拖板組連結(jié)方式由托座(22)上V型導軌(23a)、(23b)裝在拖板(24)上的V型導軌(25a)(25b)的滾珠上。並在導軌(23a)與(25a)上固定上拉簧(26a)。在導軌(23b)與(25b)上同樣也固定上拉簧(26b)。致使凸輪(12)壓于銷軸(30)軸承上。
由于拖板(24)上的凸輪(12)旋轉(zhuǎn)后所產(chǎn)生的凸輪升程變動量推動拖板(24)沿導軌方向進行位移。該位移量抵銷極絲傾斜后引起的對線架擺動軸交點的偏移量。
而上、下擺動橫臂組件既以其上的滾珠裝和滾柱裝于托座組件V型導軌(16a)、(16b)和平導軌(17a)、(17b)之中。又通過其上的上、下齒條(14)、(15)與拖板組件的大齒輪(13)相嚙合。
電機(1)用螺釘固定在拖板(24)上、小齒輪(2)固定于電機(1)的芯軸上。中間齒輪(3)與小齒輪(2)相嚙合。中間齒輪(3)空套在靜止中心齒輪(9)的軸頸上。作為徑向定位。行星減速機構(gòu)用螺釘固定在中間齒輪(3)的端面上。行星機構(gòu)中的行星齒輪(5)、(7)都與中心齒輪(9)、(10)相嚙合。行星齒輪(5)、(7)由轉(zhuǎn)軸(6)、(8)連接在行星機座(4)上。靜止中心齒輪(9)用平鍵裝入拖板(24)的孔中。不轉(zhuǎn)動。輸出中心齒輪(10)的端面用滑墊(11)與靜止中心齒齒輪的端面連接。從而減輕兩齒輪端面處的磨損。中心齒輪(9)和(10)都空套在芯軸(27)上。以作徑向定位。大齒輪(13)用平鍵固定在輸出中心齒輪(10)上。而凸輪(12)再用平鍵固定在大齒輪(13)上。芯軸(27)的一端裝于靜止中心齒輪(9)的內(nèi)孔中。以作定位。而另一端則以滾動軸承裝入面板(28)的襯套(29)的橫向長槽中。以作支承。
平導軌(17a)、(17b)和V型導軌(16a)、(16b)用螺釘固定于掛架(20a)、(20b)上面板(28)用螺釘固定在平導軌(17a)和(17b)上。襯套(29)固在于面板(28)孔中。掛架(20a)、(20b)用螺釘固定在托座(22)上。V型導軌(23a)、(23b)用螺釘固定于托架(22)上。V型導軌(25a)、(25b)用螺釘固定于拖板(24)上。銷軸(30)也固定于托架(22)孔中。軸承固定于銷軸(30)上。底板(21a)、(21b)用螺釘固定于掛架(20a)、(20b)上。
上、下齒條(14)、(15)用螺釘固定于上、下擺動橫臂(18)、(19)上，上、下線輪座(31)、(32)用螺釘固定于上、下擺動橫臂(18)、(19)的前端。線輪(33)、(34)裝于上、下線輪座(31)、(32)上。
該大錐度絲架U向擺動裝置的傳動過程由步進電機(1)上的小齒輪(2)來帶動中間齒輪(3)、行星機構(gòu)則隨中間齒輪(3)一同旋轉(zhuǎn)，從而使其上的行星齒輪(5)、(7)圍繞靜止中心齒輪(9)作公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動。由于嚙合齒輪的齒數(shù)差的關(guān)系，使得輸出中心齒輪(10)得到速比i＝1450～750范圍內(nèi)的減速傳動。由于輸出中心齒輪(10)帶動大齒輪(13)一同旋轉(zhuǎn)后，使上、下齒條(14)、(15)作左、右移動。並帶動上、下伸縮橫臂(18)、(19)、上、下線輪座(31)、(32)和線輪(33)、(34)同作出左、右擺動，致使極絲進行左、右傾斜。
由圖6所示，該線切割機床絲架U向擺動裝置正常的直壁加工時，極絲在線架的上、下線輪(33)、(34)之間為垂直的狀況。上、下伸縮橫臂(18)、(19)伸出距離相等(即圖6中用點劃線表示的位置)，要使極絲進行U向傾斜的話。其上、下橫臂(18)、(19)就得作出伸縮，當極絲傾斜±60°時，其極極絲對擺動軸交點為P′點上。則線架的傳動鍵既帶動了上橫臂(18)伸至最長位置，又帶動下橫臂(19)而縮至最短位置(即圖6中點劃線所示的上、下橫臂(18)、(19)的伸縮位置)。由于該傳動鍵上齒輪同時帶動凸輪(12)作旋轉(zhuǎn)。該凸輪(12)從B點旋轉(zhuǎn)至B′點，這時凸輪(12)的凸輪升程逐漸縮小。從而使得極絲對線架擺動軸的交點從P′點、逐漸移至P點，即恢復到極絲在垂直狀況與線架擺動軸的交點P上，所以，該補償量抵銷了極絲傾斜后對擺動軸交點的偏移量所產(chǎn)生的理論誤差。
權(quán)利要求1.一種由托座組件、拖板組件和上、下擺動橫臂組件組成的線切割大錐度絲架U向的擺動裝置，其特征在于托座組件由托座(22)、V型導軌(23a)、(23b)、掛架(20a)、(20b)、平導軌(17a)、(17a)、V型導軌(16a)、(16b)、底板(21a)、(21b)、面板(28)、襯套(29)銷軸(30)和軸承組成；拖板組件由拖板(24)、V型導軌(25a)、(25b)、滾珠、拉簧(26a)、(26b)、步進電機(1)、小齒輪(2)、中間齒輪(3)、行星減速機構(gòu)、芯軸(27)、軸承、大齒輪(13)和凸輪(12)組成；上、下擺動橫臂組件由上、下擺動模臂(18)、(19)、上、下齒條(14)、(15)、上、下線輪座(31)、(32)和線輪(33)、(34)組成；拖板組件中的行星減速機構(gòu)由行星機架(4)、上、下行星齒輪(5)、(7)轉(zhuǎn)軸(6)、(8)、中心齒輪(9)、(10)和滑墊(11)組成；電機(1)用螺釘固定在拖板(24)上、小齒輪(2)固定于電機(1)的芯軸上，中間齒輪(3)與小齒輪(2)相嚙合，中間齒輪(3)空套在靜止中心齒輪(9)上，行星減速機構(gòu)由螺釘固定在齒輪(3)上、行星減速機構(gòu)中的行星齒輪(5)、(7)與中心齒輪(9)、(10)相嚙合連接，行星齒輪(5)、(7)通過轉(zhuǎn)軸(6)、(8)裝在行星座(4)上、中心齒輪(9)固定在拖板(24)的孔中，不轉(zhuǎn)動；中心齒輪(9)與(10)之間配有滑墊(11)，中心齒輪(9)、(10)一同空套在芯軸(27)上，大齒輪(13)固定在輸出中心齒輪(10)上，凸輪(12)固定在大齒輪(13)上，齒條(14)、(15)用螺釘固定在上、下橫臂(18)、(19)上，而平導軌(17a)、(17b)和V型導軌(16a)、(16b)用螺釘固定于掛架(20a)、(20b)上，線輪座(31)、(32)用螺釘固定于(18)、(19)的前端，線輪(33)、(34)裝于線輪座(31)、(32)上，掛架(20a)、(20b)通過螺釘固定在托座(22)上，銷軸(30)亦固定于托座(22)上，軸承固定于銷軸(30)上。底板(21a)、(21b)通過螺釘固定在掛架(20a)、(20b)上，面板(28)通過螺釘固定在平導軌(17a)、(17b)上，襯套(29)固定裝于面板(28)的孔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的線切割機大錐度線架U向擺動裝置，其特征在于所屬的托座(22)由其上的V型導軌(23a)、(23b)裝于拖板(24)的V型導軌(25a)、(25b)的滾珠上。V型導軌(23a)、(25a)和(23b)、(25b)之間各裝有拉簧(26a)、(26b)。凸輪(12)壓于銷軸(30)的軸承上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的線切割機大錐度絲架U向擺動裝置，其特征在于所屬的芯軸(27)的一端裝入中心齒輪(9)的孔中，其另一端用滾動軸承裝于面板(28)的襯套(29)的橫向長槽內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的線切割機大錐度絲架U向擺動裝置，其特征在于所屬的上、下齒條(14)、(15)的中線各位于上、下線輪(33)、(34)軸線的上、下水平面中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的線切割機大錐度絲架U向擺動裝置，其特征在于所屬的上、下擺動橫臂(18)、(19)上的齒條(14)、(15)與大齒輪(13)相嚙合。上、下擺動橫臂(18)、(19)經(jīng)滾珠和滾柱裝于平導軌(17a)、V型導軌(16a)和V型導軌(16b)、平導軌(17b)之中。
專利摘要本實用新型為線切割機大錐度絲架U向擺裝置，由電機(1)、小齒輪(2)、中間齒輪(3)、行星齒輪(5)、(7)、中心齒輪(9)、(10)、凸輪(12)、大齒輪(13)、上、下齒條(14)、(15)、上、下擺動橫臂(18)、(19)、拖板(24)、托座(22)、芯軸(27)、銷軸(30)等組成。具有傳動剛度好，精度高的優(yōu)點。
文檔編號B23H7/02GK2094408SQ9021990
公開日1992年1月29日 申請日期1990年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月7日
發(fā)明者張茂龍 申請人:張茂龍