專利名稱：電火花線切割機(jī)的密封結(jié)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(jī)的密封結(jié)構(gòu)，尤其是涉及到一個限制加工流體從加工槽壁上的一個開口向外部流動的密封結(jié)構(gòu)，其中一個下臂從該開口穿過。
背景技術(shù)：
眾所周知，在電火花線切割機(jī)中，加工是通過在上下臂之間提供線電極，從而在工件和線電極之間產(chǎn)生電火花來執(zhí)行的，而且在這個狀態(tài)下工件浸泡在加工流體中。加工流體放在加工槽中，允許下臂穿過的開口設(shè)置在加工槽的側(cè)壁表面。為了阻止加工流體從該開口流到外部而造成的損失，在開口周圍設(shè)置一個限制加工流體通過該開口流向外部流動的密封結(jié)構(gòu)。
圖1示出了這種密封結(jié)構(gòu)的典型的基本結(jié)構(gòu)的剖面圖，該結(jié)構(gòu)具有為下臂而開口的開口周邊。圖1還示出了用于描述移動方向的坐標(biāo)系統(tǒng)。該坐標(biāo)系統(tǒng)的+Z方向?qū)?yīng)于垂直方向，XY平面對應(yīng)于與重力垂直的水平面。需要注意的是，根據(jù)上述坐標(biāo)系統(tǒng)所描述的方向也用于其它附圖的描述。
在圖1中，附圖標(biāo)記1表示一個加工槽，在它的側(cè)壁上設(shè)置一個允許下臂10穿過的開口2，其中下臂10如點(diǎn)線所示，享有一個小間隙。當(dāng)工件相對于線電極(均未示出)沿±X方向和±Y方向移動時，該小間隙允許下臂10同時沿±X方向和±Y方向移動。如果在該開口2處不設(shè)置一些密封結(jié)構(gòu)，加工槽內(nèi)部的加工流體(主要由水、油等組成)將排到外部。
因此，如圖1所示，密封結(jié)構(gòu)利用一個密封墊3(第一密封裝置)和一個密封片4(第二密封裝置)來提供。密封墊3(第一密封裝置)設(shè)置在開口2的周邊，密封片4(第二密封裝置)緊貼密封墊3從而覆蓋開口2。而且，允許下臂10穿過的孔41盡量設(shè)置在密封片4(第二密封裝置)的中心位置處。需要注意的是，雖然不直接與本發(fā)明相關(guān)，但是一個公知的密封裝置(例如一個風(fēng)箱型密封)42也設(shè)置于孔41處，它允許下臂進(jìn)出，并盡力阻止加工流體從下臂10的周邊與孔41的內(nèi)壁之間的縫隙中泄露。
這樣，如上所述，密封片4使得下臂10在±Y方向不受阻礙的移動。但是，密封片4卻必然使下臂10在±X方向的移動受到阻礙。因此，密封片4通過一個合適的附著裝置(例如使用了彈簧元件的裝置)壓靠在密封墊3上，并支撐密封片4處于該緊貼狀態(tài)，這樣就能夠使密封片4沿±X方向滑動。而且，密封片4在±X方向的長度設(shè)置為比開口(槽)2在±X方向的長度還要長，這樣就能夠防止密封片4沿±X方向滑動時密封片4沿±X方向的兩邊與密封墊3分開。
這種密封結(jié)構(gòu)的問題是加工流體會從密封片4和密封墊3之間泄漏。如果附著裝置5的附著力非常大，泄露的量能夠減少，這樣就要使勁壓密封片4使之緊靠密封墊3。但是，這樣做就會加大作用在密封片4和密封墊3之間的摩擦力，使得密封片4不能平滑滑動。
解決這個問題的常規(guī)方法是設(shè)置一個叫作迷宮式密封的密封結(jié)構(gòu)，其中密封墊3與密封片4連接從而減少加工流體的泄露量。
圖2是常規(guī)方法中使用的密封墊3的基本構(gòu)成的俯視圖，即從圖1的Y方向看。如圖2所示，在密封墊3與密封片4接觸的一側(cè)(參看圖1)上設(shè)置有由兩個脊和一個凹槽組成的不平坦部分，從而形成抑止加工流體泄漏的迷宮。整個密封墊3像是一個沿著開口2(參看圖1)的周邊的框架，從+Y方向看，附圖標(biāo)記31a-31d分別指示頂部凹槽、底部凹槽、左右凹槽。至于兩個脊，則是內(nèi)脊由附圖標(biāo)記32a指示，外脊由附圖標(biāo)記32b指示。
雖然使用這種結(jié)構(gòu)的密封墊3能夠減少加工流體向外泄漏的量，作為實(shí)際情況，事實(shí)上使用這樣一個密封結(jié)構(gòu)是不可能完全消除加工流體泄漏的。因此，一定量的加工流體流到加工槽的外部是不可避免的，而且緩解這個問題的努力目前僅限于提供用于回收逐漸流失的加工流體的裝置。
通常認(rèn)為加工流體發(fā)生泄漏之處，最大的泄漏可能發(fā)生在底部(-Z側(cè))，即壓差最大之處。而事實(shí)上的經(jīng)驗(yàn)顯示，泄漏會在所有側(cè)發(fā)生，如圖2中的數(shù)字箭頭6所示。尤其是當(dāng)加工流體從頂部和側(cè)面泄漏時，有時會發(fā)展成加工流體沿著密封片4向切割機(jī)外部的蔓延泄漏。如果發(fā)生這樣的加工流體外部泄漏，就會使周邊環(huán)境惡化，并要求機(jī)器停機(jī)。
使用如JP3026120B所披露的不平坦的迷宮式密封結(jié)構(gòu)作為密封墊很難解決這樣的問題。而且，為了阻止加工流體從密封的頂部和側(cè)面沿著密封片4泄漏到機(jī)器外部，雖然眾所周知的常規(guī)技術(shù)是在密封裝置的邊上設(shè)置一個像刮油環(huán)一樣的阻止向機(jī)器外部泄漏的元件，但是這樣的設(shè)置也有缺點(diǎn)，也就是密封裝置的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，使得成本上漲。
因此，如上所述，使用現(xiàn)有的密封結(jié)構(gòu)，密封裝置的泄漏是不可靠的或不確定的，為此就需要能夠應(yīng)付從密封裝置的所有位置出現(xiàn)泄漏的復(fù)雜的或體積大的收集結(jié)構(gòu)來收集從加工槽泄漏出來的加工流體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種密封結(jié)構(gòu)，能夠控制加工流體自加工槽泄漏的路徑，從而幫助應(yīng)對來自機(jī)器的加工流體泄漏。另外，本發(fā)明簡化了加工流體的收集結(jié)構(gòu)，使用廉價的裝置來提高電火花線切割機(jī)的可靠度。
本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)用于密封形成在電火花線切割機(jī)的加工槽的側(cè)壁處的開口，在該線切割機(jī)中，線電極支撐在上臂和下臂之間并且下臂通過所述開口伸入容納加工流體的加工槽。密封結(jié)構(gòu)包括第一密封裝置，沿所述開口的周邊設(shè)置；和第二密封裝置，具有使下臂伸過的孔，并且壓向第一密封裝置以接觸第一密封裝置來覆蓋所述開口。第一密封裝置具有在與第二密封裝置接觸的一側(cè)上的沿其延伸方向設(shè)置的兩個或多個脊以及在所述脊之間的一個或多個凹槽，以及使至少一個凹槽與第一密封裝置的外部連通的一個或多個通道。
所述通道可以沿所述開口周邊的下部設(shè)置。
第一密封裝置可由多個部件組成。
所述通道可由形成在一個脊內(nèi)的切口提供。所述通道可由形成在一個脊內(nèi)的通孔提供。另外，所述通道可由從一個凹槽延伸到第一密封裝置的外部而不穿過脊的通孔提供。所述通道可連接于抽吸裝置，抽吸裝置用于抽吸通過所述通道排出的加工流體。
與現(xiàn)有密封結(jié)構(gòu)不同，本發(fā)明能夠確定并定位泄漏位置，從而幫助收集從加工槽中排出的加工流體，而不會泄漏到切割機(jī)外部。而且，前述設(shè)計還使本發(fā)明提高了電火花線切割機(jī)的可靠性，而沒有增加成本。


圖1是一個典型的密封結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)的示意圖，示出了下臂穿過的開口的周圍部分的剖視圖；圖2是一個使用了常規(guī)密封的基本結(jié)構(gòu)的俯視圖，從圖1所示的+Y方向看；圖3是使用了本發(fā)明第一實(shí)施例的密封結(jié)構(gòu)的俯視圖，從圖1所示的+Y方向看；圖4a-4d分別示出了密封結(jié)構(gòu)的基本形狀、第一變形、第二變形和第三變形的剖視圖；圖5a-5c示出了由多個部件(這里是兩個)組成的密封結(jié)構(gòu)的第一、第二和第三示例；圖6a和6b示出了一個其中的加工流體的抽取通道由形成于脊內(nèi)的切口形成的密封結(jié)構(gòu)的示例，和一個其中的加工流體的抽取通道由形成于脊內(nèi)的通孔提供的密封結(jié)構(gòu)的示例；圖7示出了一個另一形狀的加工流體抽取通道和使用抽吸裝置的示例，在凹槽底部到密封結(jié)構(gòu)外部之間設(shè)置彎曲的通孔，而不穿過脊，抽吸裝置連接到通孔的排出端；圖8示出了一個另一形狀的加工流體抽取通道和使用抽吸裝置的示例，在凹槽底部到密封結(jié)構(gòu)外部之間設(shè)置直的通孔，而不穿過脊，抽吸裝置連接到通孔的排出端；圖9示出了一個使用新式泵抽取加工流體的示例；圖10示出了一個使用現(xiàn)有泵的排出側(cè)流動來抽取加工流體的示例。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式及其變形。需要注意的是，除了所使用的密封墊不同之外，圖1所示的密封結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于下述的所有情況，因此，圖1所示的密封結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)就不再重述。
首先，在一個典型實(shí)施例中，圖1所示的第一密封裝置(即密封墊3)的結(jié)構(gòu)被圖3中的密封墊7代替。在圖3中，如同在圖2中，示出的是密封墊(第一密封裝置)7的從圖1所示的+Y方向看的俯視圖。如圖3所示，和密封墊3相同，在密封墊7與密封片4(參看圖1)接觸的一側(cè)設(shè)置有由兩個脊和一個凹槽組成的不平坦部分。
而且，密封墊7圍繞開口2(參看圖1)的周邊有一個框架形的形狀，這也與密封墊3的情況相同。在圖3中，從+Y方向看的頂部、底部和左右部分分別由附圖標(biāo)記71a-71d指示。內(nèi)脊由附圖標(biāo)記72a指示，外脊由附圖標(biāo)記72b指示。這樣，用于本實(shí)施例中的密封墊7，雖然與常規(guī)的密封墊3共享相同的骨架結(jié)構(gòu)，但是，在設(shè)置在凹槽中的與加工槽1(參看圖1)外部連通的通道上，還是與后者清楚的區(qū)分開來了。
這些通道為加工流體提供了從加工槽1到外部的排出通路，據(jù)此加工流體的流出位置就被定位下來。通道的數(shù)量和位置可以作為一個設(shè)計選擇而確定，但是典型的，如圖所示，沿著底部凹槽71b盡量等距地設(shè)置多個通道73a-73e。提供這樣的通道使得加工流體從通道外的其它位置排除的可能性極低，因?yàn)橥ㄟ^檢查框架狀的密封墊7的整個周圍可以看出，當(dāng)加工流體試圖沿著凹槽從中泄漏時，有通道73a-73e的部分和沒有通道的部分之間，遭到阻止的區(qū)別非常大，而且加工流體的流動首先流經(jīng)通道73a-73e是毫無疑問的，因?yàn)檫@兒只會遇到很微小的阻力。
需要注意的是，與本實(shí)施例的通道相同的通道也可以形成于任何一個給定的密封墊(第一密封裝置)內(nèi)，該裝置在暴露于密封片的一側(cè)具有一個不平坦部分，該部分包括兩個或多個脊，和脊之間的一個或多個凹槽，并且同樣用于代替上述密封墊3，從而形成一個本發(fā)明的不同實(shí)施例。這樣，圖4a-4d分別是示出了密封結(jié)構(gòu)的基本形狀、第一變形、第二變形和第三變形的剖視圖。在這些視圖中，附圖標(biāo)記M，V分別指示脊和凹槽，附圖標(biāo)記PR指示向底部或頂部伸出的突出部。圖3所示的是圖4a所示的基本形狀。最好是如圖4b所示的變形，當(dāng)有兩個(或多個)凹槽V時，形成的通道能夠使最外層凹槽(離下臂最遠(yuǎn)的一側(cè)的凹槽)和外部之間相通。但是，在最低限度的情況下，所需要的是提供通道，以使至少一個由此形成的一個或多個(即一個或復(fù)數(shù)個)凹槽與外部相通。而且，形成多個凹槽的時候，需要提供可以連接一個凹槽(例如，與外部相通的凹槽)到另一個凹槽的通道。
此外，應(yīng)用于本發(fā)明的密封墊不必要包括單一部件，作為替代的，如圖5a-5c所示，密封墊可以由多個部件組成(在該例中是兩個)。在這些示例中，圖5a和5b所示的示例是，部件A用于形成脊，部件B用于形成余下的部分。在圖5b中，部件B也可以用于形成一個突出部PR。在圖5c中，部件A插入部件B形成脊M和凹槽V。在所有這些示例中，部件A和部件B都連在一起。任何公知的手段都可以用作連接手段(例如，粘接、使用螺絲釘，等等)。
連接凹槽和外部的通道可以通過如圖6a所示的切口來提供，或者通過如圖6b所示的設(shè)置在脊中的通孔來提供。此外，圖6a和圖6b所示的形狀也可以結(jié)合使用，這樣，一些通道設(shè)置為切口，其它的通道設(shè)置為脊內(nèi)通孔。另外，如果凹槽通過通孔與外部連通，還可以繞過干預(yù)的脊。此外，抽吸裝置可以連接到通孔來收集加工流體。圖7和圖8示出了這種設(shè)置的示例。
首先，在圖7所示的示例中，彎曲的通道H1形成于從凹槽底部到外部之間，而不經(jīng)過脊M，導(dǎo)管(管子)CB通過一個連接器CN連接到通孔H1的排出端。
此外，圖8示出了一個示例，其中直的通道H2形成于從凹槽底部到外部之間，而不經(jīng)過脊M，導(dǎo)管(管子)CB通過一個連接器CN連接到通孔H2的排出端。抽吸裝置的這種連接可以用如上所述的任何示例來執(zhí)行，而不僅僅是如圖7和圖8所示的示例那樣。尤其是在有些情況下，形成凹槽和外部之間連通的通道的位置并不沿著如圖3所示的加工槽1的周邊下部設(shè)置，而是在側(cè)面(例如，連接凹槽71c、71d和外部)或者頂部(例如，連接凹槽71a和外部)，就安全地收集排出的加工流體而言，連接抽吸裝置是有效的。但是，原則上，通道都設(shè)置在如圖3所示沿著加工槽1的周邊下部，這樣設(shè)置并不是說最好避免設(shè)置在其它位置。
圖9和圖10示出了用于抽取加工流體的抽吸裝置的示例。在圖9所示的示例中，利用一個新式的泵P1來抽取加工流體，連接到通道的排出端的管子或?qū)Ч蹸B(在該例中示出了兩個)也連接到泵P1的入口側(cè)。未示出的泵P1的排出端的導(dǎo)管，例如在加工槽上方倒空，泵P1收集的加工流體就可以返回到加工槽內(nèi)。
圖10示出了一個示例，它利用現(xiàn)有的泵的排出側(cè)流動來抽取加工流體。在這個示出中，附圖標(biāo)記P2所指示的泵是一個作為電火花線切割機(jī)的原始組成部分的泵，例如，它的入口側(cè)A，從一個干凈的水槽中抽取干凈的水(干凈的加工流體)，它的排出側(cè)通過一個粗的導(dǎo)管(管子或其它類似物)CB3導(dǎo)向加工槽。在這種情況下，在粗的導(dǎo)管CB3中總有相當(dāng)快的流速。因此，如果連接到通道排出部分的管子或?qū)Ч?在該例中是兩個)CB1和CB2也連接到在泵P2的排出側(cè)的導(dǎo)管CB3，如圖10所示，該泵P2以一定角度與導(dǎo)管CB3內(nèi)部的流動匯合(一個小交叉角，例如，大約20度)，通過CB3內(nèi)部相當(dāng)快的流速而引起的抽取作用在導(dǎo)管CB1和CB2內(nèi)部的加工流體上，使得這樣收集來的加工流體通過導(dǎo)管CB3返回到加工槽內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種密封結(jié)構(gòu)，用于密封形成在電火花線切割機(jī)的加工槽的側(cè)壁處的開口，在該線切割機(jī)中，線電極支撐在上臂和下臂之間并且下臂通過所述開口伸入容納加工流體的加工槽，所述密封結(jié)構(gòu)包括第一密封裝置，沿所述開口的周邊設(shè)置；和第二密封裝置，具有使下臂伸過的孔，并且壓向所述第一密封裝置以接觸所述第一密封裝置來覆蓋所述開口，所述第一密封裝置具有在與所述第二密封裝置接觸的一側(cè)上的沿其延伸方向設(shè)置的兩個或多個脊以及在所述脊之間的一個或多個凹槽，以及使至少一個凹槽與所述第一密封裝置的外部連通的一個或多個通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其中所述通道沿所述開口周邊的下部設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其中所述第一密封裝置由多個部件組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其中所述通道由形成在一個脊內(nèi)的切口提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其中所述通道由形成在一個脊內(nèi)的通孔提供。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其中所述通道由從一個凹槽延伸到所述第一密封裝置的外部但不穿過脊的通孔提供。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封結(jié)構(gòu)，其中所述通道連接于抽吸裝置，所述抽吸裝置用于抽吸通過所述通道排出的加工流體。
全文摘要
一種密封結(jié)構(gòu)，其形成加工流體自電火花線切割機(jī)的下臂的開口周邊排出的通道。一種密封結(jié)構(gòu)，其限制加工流體通過加工槽一側(cè)內(nèi)的開口(槽)流向外部，具有第一密封裝置和附著于第一密封裝置以覆蓋開口的第二密封裝置(密封片)。第一密封裝置上形成有包括脊和凹槽的不平坦部分，其中脊和凹槽沿第一密封裝置的長度方向延伸，還設(shè)置有連通凹槽和外部的通道，來形成加工流體排出路徑。第一密封裝置可以由多個部件組成。通道由形成在脊內(nèi)的切口或通孔來提供，或者由從凹槽延伸到第一密封裝置外部而不用穿過脊的通孔來提供。還可以設(shè)置抽吸裝置，來抽吸自通道排出的加工流體。
文檔編號F16J15/00GK1861307SQ200610074990
公開日2006年11月15日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者喜多佑樹, 奧田真司, 山根光 申請人:發(fā)那科株式會社