電火花線切割電極絲往復(fù)漸進(jìn)式走絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種往復(fù)走絲電火花線切割技術(shù)，具體地說是一種電火花線切割電極絲往復(fù)漸進(jìn)式走絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高速往復(fù)走絲電火花線切割(HSWEDM)是我國具有完全獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的電火花線切割加工設(shè)備，因其具有很高的性價比，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于精密零件及模具加工等領(lǐng)域。目前高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床采用往復(fù)走絲方式，這種走絲方式絲筒上電極絲可以反復(fù)使用，運(yùn)行成本低，但由此也存在著以下缺陷:
[0003](I)目前采用的絲筒繞絲方法，通常一次上絲的長度為200— 300m，由于這段電極絲一直在往復(fù)放電切割，因此必然存在電極絲損耗，目前通常每切割10萬mm2，電極絲直徑損耗0.0lmm,因此在大面積切割時，將由于電極絲的損耗導(dǎo)致起始切縫與最終切縫的寬度不同，對切割精度產(chǎn)生影響。
[0004](2)在大面積切割過程中一旦發(fā)生斷絲現(xiàn)象，由于電極絲從開始到斷絲處已經(jīng)有了損耗，因此如果此時采用退回原起割點(diǎn)，重新?lián)Q鉬絲再進(jìn)行切割的方法，就會因?yàn)閺钠鸶铧c(diǎn)到斷絲點(diǎn)的切縫寬度逐漸變窄，而影響電極絲從起割點(diǎn)到斷絲點(diǎn)的進(jìn)給速度，也就是說，此時從起割點(diǎn)到斷絲點(diǎn)并不是空切了，而是需要再次切割才能到斷絲點(diǎn)，這樣就會大大延長總切割時間。
[0005](3)傳統(tǒng)的HSWEDM在走絲過程中，存在單邊松絲問題，也就是在絲筒的兩頭，存在電極絲一頭松一頭緊的問題，雖然目前采用的恒張力裝置(如機(jī)械重錘式張力機(jī)構(gòu)，機(jī)械彈簧式張力機(jī)構(gòu)等)可以部分緩解該問題，但同時也會增加斷絲的幾率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是針對目前高速往復(fù)走絲電火花線切割(HSWEDM)機(jī)床在切割大厚度、大切割面積工件時電極絲產(chǎn)生損耗進(jìn)而影響加工精度，和在切割過程中發(fā)生斷絲時返回原點(diǎn)上絲切割會因?yàn)榍锌p變窄不能空切而耽誤回到斷絲點(diǎn)延長加工時間，以及目前走絲系統(tǒng)普遍存在的單邊松絲問題，實(shí)用新型一種電火花線切割電極絲往復(fù)漸進(jìn)式走絲裝置，它通過雙絲筒使得電極絲一方面完成高速往復(fù)走絲運(yùn)動，同時通過往復(fù)走絲的不對等性，使得電極絲整體微量推進(jìn)，以抵消電極絲的損耗，從而使得在整個切割過程中，電極絲的損耗通過整體電極絲的漸進(jìn)推進(jìn)而抵消，保障在大面積切割中，切縫中的電極絲直徑基本不變，從而保障了加工精度不會因?yàn)殡姌O絲的損耗而喪失，并且當(dāng)斷絲情況發(fā)生時電極絲可以沿寬度一致的切縫快速空切到斷絲點(diǎn)或在斷絲點(diǎn)原地穿絲。此外，雙絲筒結(jié)構(gòu)保障了加工區(qū)域電極絲的張力處于恒定狀態(tài)。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0008]一種電火花線切割電極絲漸進(jìn)式走絲裝置，其特征是它采用雙絲筒機(jī)構(gòu)，每個絲筒均能多層疊絲，絲筒和主軸采用滑動軸承連接，絲筒兩側(cè)分別設(shè)有凸起部分從而保證上層的電極絲不會滑落，絲筒的一端與凸輪相抵，以保證絲筒始終與凸輪的外輪廓接觸，另一端與彈簧相抵，凸輪每轉(zhuǎn)一圈，絲筒在凸輪和彈簧的共同作用下實(shí)現(xiàn)軸向的一次勻速往復(fù)運(yùn)動，從而保證了電極絲在絲筒上能夠均勻排絲；凸輪由蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動，蝸桿與主軸同軸，主軸通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連，伺服電機(jī)受控于控制器和信號采集器采集的絲筒的轉(zhuǎn)動信號；控制器控制絲筒正向運(yùn)動的距離大于反向運(yùn)動距離，從而通過往復(fù)走絲的不對等性，實(shí)現(xiàn)電極絲的微量推進(jìn)，以抵消電極絲的損耗。
[0009]所述的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸輪同軸連接有同軸錐齒輪，同軸錐齒輪與凸輪軸上的驅(qū)動錐齒輪嚙合而驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動。
[0010]所述的兩個絲筒中的一個絲筒在驅(qū)動電機(jī)帶動下轉(zhuǎn)動時，另一個絲筒產(chǎn)生所需的阻力實(shí)現(xiàn)對電極絲的張力控制。
[0011]所述的正向運(yùn)動距離和反向運(yùn)動距離之差至少為I毫米。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]本實(shí)用新型通過信號采集器反饋絲筒的轉(zhuǎn)動信號，利用計(jì)算機(jī)控制伺服電機(jī)帶動絲筒正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電極絲“前進(jìn)-回退-再前進(jìn)”的漸進(jìn)式運(yùn)動。由于絲筒可以多層疊絲，所以電極絲的長度沒有限制，并且采用了雙絲筒結(jié)構(gòu)，保障了加工區(qū)域電極絲的張力處于恒定狀態(tài)；同時通過往復(fù)走絲的不對等性，使得電極絲整體微量推進(jìn)，從而使得在整個切割過程中，電極絲的損耗可以通過整體電極絲的進(jìn)給而抵消，保障了在大厚度大面積的切割中，電極絲的損耗在一定的可控范圍內(nèi)，從而在一定程度上保障了機(jī)床的加工精度；當(dāng)斷絲情況發(fā)生時，只需要放棄斷點(diǎn)之前已經(jīng)使用過的電極絲，更換一個新的絲筒進(jìn)行收絲即可，并且斷絲后電極絲可以沿寬度一致的切縫快速空切到斷絲點(diǎn)或在斷絲點(diǎn)原地穿絲，大大提高了加工效率。
[0014]本實(shí)用新型每循環(huán)一次就至少有一定數(shù)量(如Imm)的新絲補(bǔ)充進(jìn)來參與切割，因而電極絲的損耗每次就靠多收的Imm (或其它設(shè)定值)電極絲來做到，所以可以減少加工過程中電極絲的損耗，尤其對于切割高厚度和大切割面積的工件效果更為明顯，從而提高加工精度，并且當(dāng)斷絲現(xiàn)象發(fā)生時，電極絲可以沿寬度一致的切縫快速空切到斷絲點(diǎn)或在斷絲點(diǎn)原地穿絲，大大提高了加工效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的雙絲筒漸進(jìn)式往復(fù)走絲方式示意圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的往復(fù)走絲機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是與圖2相配的凸輪的型線示意圖。
[0018]圖1中L=300m，δ =Imm,空心箭頭為主動輪，實(shí)心箭頭為從動輪。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0020]實(shí)施例一。
[0021]如圖1所示。
[0022]—種電火花線切割電極絲漸進(jìn)式走絲方法，其實(shí)質(zhì)是控制電極絲做不斷的往復(fù)運(yùn)動，并且每次前進(jìn)的長度總比后退的長度大一點(diǎn)，通過往復(fù)走絲的不對等性，使得電極絲整體微量推進(jìn)，以抵消電極絲的損耗。具體做法是:
[0023]首先，設(shè)置兩個絲筒，其中一個作為收絲筒的同時，另一個作為具有阻尼的放絲筒；
[0024]其次，如圖1所示，在控制機(jī)構(gòu)控制下，先令下絲筒作為主動輪正轉(zhuǎn)，同時上絲筒作為從動輪并產(chǎn)生阻力，使兩個絲筒之間的電極絲形成所需的張力，此時下絲筒為收絲筒，上絲筒為放絲筒，當(dāng)電極絲正向運(yùn)動達(dá)到設(shè)定的距離L+ δ后，原先正轉(zhuǎn)的絲筒停止轉(zhuǎn)動，原先放絲的上絲筒在電機(jī)的帶動下變?yōu)橹鲃虞嗊M(jìn)行收絲，而原先正轉(zhuǎn)的下絲筒變?yōu)閺膭虞喸诜沤z時也產(chǎn)生相應(yīng)的阻力，使電極絲產(chǎn)生反向運(yùn)動所需的張力，此時電極絲反向運(yùn)動距離為L。如此重復(fù)，控制電極絲每次正向運(yùn)動的距離大于每次反向運(yùn)動的距離，即每次循環(huán)前進(jìn)距離δ (取值范圍為0.001-1米之間，圖1中的取值為I毫米)，通過往復(fù)不對等走絲，使得電極絲整體微量推進(jìn)，以抵消電極絲的損耗。
[0025]利用所述的電火花線切割電極絲漸進(jìn)式走絲方式，實(shí)現(xiàn)對工件尤其是對大厚度和大切割面積的工件的加工，可以有效地減小并且控制電極絲在加工過程中的損耗，從而在一定程度上提高了機(jī)床的加工精度；當(dāng)斷絲情況發(fā)生時，只需要放棄斷點(diǎn)之前已經(jīng)使用過的電極絲，更換一個新的絲筒進(jìn)行收絲即可，并且由于電極絲的損耗很小，電極絲可以沿寬度一致的切縫快速空切到斷絲點(diǎn)或在斷絲點(diǎn)原地穿絲，提高了加工效率。
[0026]實(shí)施例二。
[0027]如圖2、3
[0028]—種電火花線切割電極絲漸進(jìn)式走絲方法，其實(shí)質(zhì)是控制電極絲做不斷的往復(fù)運(yùn)動，并且每次前進(jìn)的長度總比后退的長度大一點(diǎn)，通過往復(fù)走絲的不對等性，使得電極絲整體微量推進(jìn)，以抵消電極絲的損耗。具體做法是:
[0029]首先，設(shè)置兩個絲筒，其中一個作為收絲筒的同時，另一個作為具有阻尼的放絲筒;
[0030]其次，使兩個絲筒的一端均與對應(yīng)的驅(qū)動電機(jī)相連的同時與推動其軸向移動的凸輪相抵，使兩個絲筒的另一端均與一彈簧相抵；在凸輪和彈簧的共同作用下，電極絲在絲筒上均勻自動排絲；
[0031]第三，在控制機(jī)構(gòu)控制下，使一個絲筒正轉(zhuǎn)作為收絲筒，另一個絲筒作為放絲筒并產(chǎn)生阻力，使兩個絲筒之間的電極絲形成所需的張力，當(dāng)放絲筒正向運(yùn)動達(dá)到設(shè)定的距離后，原先正轉(zhuǎn)的絲筒停止轉(zhuǎn)動，原先放絲的絲筒在電機(jī)的帶動下進(jìn)行收絲，而原先正轉(zhuǎn)的絲筒在放絲時也產(chǎn)生相應(yīng)的阻力，使電極絲產(chǎn)生反向運(yùn)動所需的張力，如此重復(fù)，控制電極絲每次正向運(yùn)動的距離大于每次反向運(yùn)動的距離，通過往復(fù)不對等直絲，使得電極絲整體微量推進(jìn)，以抵消電極絲的損耗。
[0032]如圖2所示，本實(shí)用新型采用雙絲筒機(jī)構(gòu)，絲筒21、17可以多層疊絲，絲筒和主軸采用滑動軸承連接，絲筒兩側(cè)分別設(shè)計(jì)有凸起部分從而保證上層的電極絲不會滑落，絲筒靠近凸輪端有一周凸起部分，以保證絲筒始終與心形凸輪的外輪廓接觸。理論上，該絲筒可滿足無限長度電極絲的貯絲要求，實(shí)際選用的電極絲長度為1000m-20000m。蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)5、15以及相互嚙合的錐齒輪23、24和9、10，將主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動按照一定的傳動比傳遞給凸輪25、7，其中錐齒輪23、9分別和蝸輪5、15同軸，錐齒輪24、10分別和錐齒輪23、9嚙合，錐齒輪24、10分別和凸輪25、7同軸。所述的凸輪25、7的形狀是根據(jù)絲筒21、17的尺寸和電極絲19的直徑來設(shè)計(jì)的，凸輪25、7每轉(zhuǎn)一圈，絲筒21、17在凸輪25、7和彈簧20、18的共同作用下實(shí)現(xiàn)軸向的一次勻速往復(fù)運(yùn)動，從而保證了電極絲在絲筒上能夠均勻排絲。絲筒可通過單鍵或花鍵結(jié)構(gòu)套裝在主軸上，以保證絲筒能在主軸上作軸向移動的同時又能在花鍵結(jié)構(gòu)的帶動下旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)收絲和放絲。信號采集器1、11 (可采用編碼器或編碼盤)將兩個絲筒的轉(zhuǎn)動信號分別傳遞給計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)控制伺服電機(jī)2、12正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。所述的伺服電機(jī)