專利名稱：高低雙速走絲精密電火花線切割機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于放電加工設(shè)備，尤其是涉及到電火花線切割機床中的走絲機構(gòu)。
目前的電火花線切割機床分兩類一類是高速走絲線切割機床，采用往復(fù)循環(huán)運行、重復(fù)使用的金屬絲(通常為鉬絲)作為工具電極，走絲速度為300～600m/min。由于走絲速度快且往復(fù)運行，機床及電極絲的振動較大，且存在電極絲損耗的問題(即起割點與終割點的電極絲直徑不一樣)，因此加工精度較低(誤差大于±0.015mm，表面粗糙度為Ra≤2.5μm)，但其成本較低(售價為人民幣10萬元/臺左右)。另一類為低速走絲線切割機床，采用單向運行、一次使用的金屬絲(通常為黃銅絲)作為工具電極，走絲速度為1～10m/min。由于無電極絲損耗、振動小，且采用精密的走絲機構(gòu)及電源、控制系統(tǒng)等，可以達到較高加工精度(誤差為+0.005mm，表面粗糙度為Ra＜0.5μm)，但其成本很高(售價為人民幣100萬元/臺以上)。
本實用新型的目的在于提供一種加工精度較高但成本較低的電火花線切割機床。
本實用新型的解決方案如下其走絲機構(gòu)由高速走絲和低速走絲兩套系統(tǒng)有機組合而成，走絲機構(gòu)中包括放絲輪、儲絲筒、恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪、滑輪、卷絲滾輪、壓緊滾輪、集絲桶等部件，其中恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪等主要部件為兩套系統(tǒng)的共用部件，即高速電極絲經(jīng)過儲絲筒、恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪形成封閉回路，低速電極絲經(jīng)過放絲輪、恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪、滑輪、卷絲滾輪及壓緊滾輪、集絲桶形成開放回路。
為有效地避免高速電極絲和低速電極絲在運行過程中互相干擾，上述共用部件均采用雙槽結(jié)構(gòu)。
附


圖1.機床及走絲機構(gòu)布置示意圖。
附圖2.高速電極絲切割工件示意圖。
附圖3.低速電極絲切割工件示意圖。
附圖4.雙槽結(jié)構(gòu)示意圖(以導(dǎo)輪為例)。
附圖5.導(dǎo)輪及限位器布置示意圖。
本實用新型的設(shè)計思想是將高速走絲及低速走絲兩者有機地組合在一起，以充分發(fā)揮兩者的各自優(yōu)點、克服各自的不足。高速電極絲8從儲絲筒9出發(fā)，經(jīng)過恒張力裝置5、過輪4、上導(dǎo)輪3、限位器2、下導(dǎo)輪1再回到儲絲筒上，形成往復(fù)運行的封閉回路；低速電極絲6則從放絲輪7出發(fā)，同樣經(jīng)過前述的恒張力裝置5、過輪4、上導(dǎo)輪3、限位器2、下導(dǎo)輪1，然后經(jīng)過滑輪10、卷絲滾輪12及壓緊滾輪11到達集絲桶13，形成單向運行的開放回路。即高速電極絲和低速電極絲同時經(jīng)過共用的恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器及下導(dǎo)輪等主要部件，形成高、低速走絲組合的獨特走絲機構(gòu)(見附
圖1)。當需要高速走絲系統(tǒng)運行時，通過其驅(qū)動電機帶動儲絲筒轉(zhuǎn)動，從而帶動高速電極絲運動；當需要低速走絲系統(tǒng)運行時，通過其驅(qū)動電機帶動卷絲滾輪轉(zhuǎn)動，從而帶動低速電極絲運動。在對工件進行加工時，先接通高速走絲系統(tǒng)的電源，利用高速電極絲對工件進行第一道粗加工工序，即直接切割工件以得到所需的輪廓(見附圖2)，此時雖然精度較低但加工速度高，且能切割一定厚度的工件；然后再接通低速走絲系統(tǒng)的電源，利用低速電極絲對工件進行后續(xù)精細加工工序(可以多次加工)，以提高加工精度和改善表面粗糙度。由于這時的精細加工是在“敞開”狀態(tài)下進行的(與現(xiàn)有的低速走絲機床直接切割工件輪廓并同時達到高精度的方式不同)，即只對工件的表面進行小余量的切割(見附圖3)，因此只需采用小能量、低線速(＜1m/min)即可達到較高的加工精度。
為避免兩套走絲系統(tǒng)中的電極絲在工作過程中互相干擾，本實用新型結(jié)構(gòu)中所涉及到的共用部件均采用雙槽結(jié)構(gòu)(見附圖4)，即高速電極絲和低速電極絲在共用部件(尤其是上、下導(dǎo)輪及限位器)上各自經(jīng)過一個槽、互不干擾。由于雙槽的加工尺寸a、b是設(shè)定的，因此電極絲(尤其是低速電極絲)在空間的位置也是確定的，在加工工件時可通過數(shù)控系統(tǒng)給定補償量。
綜上所述，本實用新型采用了兩套走絲系統(tǒng)，先利用高速電極絲對工件進行第一道粗加工，再利用低速電極絲對工件進行后續(xù)精細加工，且精細加工過程中的切割方式與以往不同，因此它對機床的整體精度及電源、控制、冷卻等系統(tǒng)的要求都較低，在整機設(shè)計上基本可沿用現(xiàn)有的高速走絲機床，使得成本大大降低(售價為人民幣20萬元/臺左右)，而加工精度(誤差及表面粗糙度等)卻能接近或達到現(xiàn)有的低速走絲機床的效果。
在實施過程中，以現(xiàn)有的高速走絲機床為基礎(chǔ)，床身、工作臺、上、下線臂、立柱、橫梁等均不變，只是在走絲機構(gòu)中增加了低速走絲系統(tǒng)所需的放絲輪、滑輪、卷絲滾輪、壓緊滾輪、集絲桶等部件。走絲機構(gòu)中的恒張力裝置安裝在立柱上，過輪固定在上線臂的里端，上、下導(dǎo)輪及限位器分別安裝在上、下線臂的外端，儲絲筒及其驅(qū)動電機安裝在電源控制臺上，放絲輪裝于機床上部的橫梁上，滑輪、卷絲滾輪及其驅(qū)動電機、壓緊滾輪等則安裝在電源控制臺旁的輪架上，集絲桶置于輪架的下方。為了提高電極絲的定位穩(wěn)定性，恒張力裝置采用重錘式結(jié)構(gòu)，上導(dǎo)輪采用雙輪結(jié)構(gòu)，限位器采用寶石限位棒并給予一定的預(yù)壓量C(見附圖5)。另外，對加工過程的控制方式可采用半閉環(huán)控制或經(jīng)濟型閉環(huán)控制(例如用光柵尺檢測進給量)以進一步提高加工精度。
權(quán)利要求1.一種高低雙速走絲精密電火花線切割機床，其特征在于走絲機構(gòu)中包括放絲輪(7)、儲絲筒(9)、恒張力裝置(5)、過輪(4)、上導(dǎo)輪(3)、限位器(2)、下導(dǎo)輪(1)、滑輪(10)、卷絲滾輪(12)、壓緊滾輪(11)、集絲桶(13)等部件，其中恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪等主要部件為兩套系統(tǒng)的共用部件，即高速電極絲(8)經(jīng)過儲絲筒、恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪形成封閉回路，低速電極絲(6)經(jīng)過放絲輪、恒張力裝置、過輪、上導(dǎo)輪、限位器、下導(dǎo)輪、滑輪、卷絲滾輪及壓緊滾輪、集絲桶形成開放回路。
2.如權(quán)利要求1所述的高低雙速走絲精密電火花線切割機床，其特征在于上述共用部件均采用雙槽結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及電火花線切割機床中的走絲機構(gòu)。它將高速走絲和低速走絲兩套機構(gòu)有機地組合在一起,形成獨特的高低雙速合并走絲機構(gòu)。先利用高速電極絲對工件進行首道粗加工,再利用低速電極絲對工件進行后續(xù)精細加工(可進行多次)。由于精細加工為“敞開式”,可采用小能量、低線速,對整機設(shè)計的精度要求較低,因此可在保證加工精度高的條件下實現(xiàn)低成本。
文檔編號B23H7/02GK2276388SQ9624606
公開日1998年3月18日 申請日期1996年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月31日
發(fā)明者劉志東, 劉華生, 張樂益 申請人:劉志東, 劉華生, 張樂益