专利名称：一种工件表面多槽同步切割加工机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及工件表面多槽同步切割加工机床，更具体地说本发明涉及 一种可以实现工件内圆表面多条槽同步切割的线切割加工机床，属于工件 表面多槽同步切割加工机床的创新技术。
背景技术：
在机械制造领域，许多零件都需要在表面切出多条槽，传统的方法是 釆用线切割机床， 一条条依次顺序切割，效率低，难以满足生产的要求。 另外，在对内圆表面进行切槽加工时，每次都需要重新穿丝、拆丝，极不 方便。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种效率高，且结构简单的工 件表面多槽同步切割加工机床。本发明的技术方案是包括有安装工件的工作台、安装线切割所用丝 线的滚丝筒，其中工作台的径向上装设有若干个切槽丝架，若干个切槽丝 架分别固定在工作台径向方向上的若干个导轨移动副上，每个切槽丝架上 装设有由加工所需的若干个导轮组成的导轮组，安装在滚丝筒上的丝线经 进丝引导导轮绕进第一个切槽丝架上装设的导轮组，并依次绕经相邻切槽 丝架上装设的导轮组，绕过最后一个切槽丝架上装设的导轮组后经回丝引 导导轮回到滚丝简，工作台中部的中空位置上装设有带动若干个切槽丝架随导轨移动副径向移动、实现丝线对工件切槽加工的驱动装置，驱动装置 固定在的机床底座上。上述驱动装置包括有由电机带动其作旋转运动的驱动盘，驱动盘的几 何中心与工件的几何中心重合，驱动盘上设有曲线槽，每个切槽丝架上固 定有一端带滚轮的杆件，每个切槽丝架上的杆件的滚轮分别置于驱动盘上相应位置设有的曲线槽中。上述驱动装置包括有由电机带动其作旋转运动的第二驱动盘，第二驱动盘的几何中心与工件的几何中心重合，每个切槽丝架上均对应固定有一 根连杆，连杆的一端与切槽丝架铰接，另一端与第二驱动盘铰接。上述驱动装置包括有由步进或伺服电动机带动其作旋转运动的螺杆 及与之组成螺旋传动副的驱动螺母，螺杆的几何中心与工件的几何中心重 合，每个切槽丝架上均对应固定有一根连杆，连杆的一端与切槽丝架铰接， 另一端与驱动螺母铰接。上述驱动螺母装设在由止转导柱限制其不能旋转的固定板上，步进或伺服电动机通过电机支架固定在固定板上，步进或伺服电动机的输出轴通过联轴器及法兰块与螺杆连接。上述驱动装置包括有由电机带动其作旋转运动的驱动轮，驱动轮的几何中心与工件的几何中心重合，驱动轮的径向方向上设有若干分别与每个切槽丝架对应的一根丝线，丝线的一端固联在各个切槽丝架上，另一端缠绕在驱动轮上，每个切槽丝架还配置有一弹簧，当电机带动驱动轮旋转时，丝线被收紧或放松，相应弹簧被压缩或弹开，丝架沿导轨前后运动，实现丝线对工件的切槽加工。上述驱动装置包括有步进或伺服电动机及把旋转运动转换为直线运动的直线运动驱动机构，直线运动驱动机构的主动件与步进或伺服电动机的 输出轴连接，驱动切槽丝架沿导轨移动副运动的直线运动驱动机构的从动 件与切槽丝架连接。上述旋转运动转换为直线运动的直线运动驱动机构为螺旋传动机构， 或为齿轮齿条传动机构，或为凸轮机构。上述步进或伺服电动机包括有若干台，直线运动驱动机构设有若干套， 每台步进或伺服电动机与直线运动驱动机构的主动件连接，每套直线运动驱动机构的从动件分别与每个切槽丝架连接；或步进或伺服电动机包括有1台，直线运动驱动机构设有若干套，步进或伺服电动机的输出轴通过传 动机构与每套直线运动驱动机构的主动件连接，每套直线运动驱动机构的 从动件分别与每个切槽丝架连接。上述传动机构为同步带传动机构或链轮传动机构或齿轮传动机构。上述切槽丝架包括有立柱、上丝臂、下丝臂、支承板，上丝臂及下丝 臂分别固装在立柱的上端及下端，下丝臂通过支承板支承在导轨移动副上, 导轮组包括有第一导轮、第二导轮、第三导轮、第四导轮、第五导轮、第 六导轮、第七导轮、第八导轮、第九导轮，其中第四导轮、第五导轮分别 固定在上丝臂的两端，第二导轮、第三导轮固定在下丝臂的一端，第六导 轮、第七导轮、第八导轮固定在下丝臂的另一端，第一导轮、第九导轮固 定在工作台上，丝架导轮组中第一导轮，第二导轮，第七导轮，第八导轮，第九导轮轴线互相平行；同时第三导轮，第四导轮，第五导轮，第六导轮 轴线互相平行，并且与第一导轮，第二导轮，第七导轮，第八导轮，第九 导轮的轴线垂直；各导轮的轴线与固定在丝架上的回丝引导导轮及进丝引 导导轮的轴线垂直，第一导轮与第二导轮之间的丝线，第二导轮与第三导轮之间的丝线，第六导轮与第七导轮之间的丝线，第七导轮与第八导轮之 间的丝线，第八导轮与第九导轮之间的丝线均与切槽丝架的导轨运动方向 平行。上述上丝臂通过能调整与下丝臂之间的垂直距离的调节结构固定在 立柱上，上丝臂和/或下丝臂为能沿其长度方向进行伸缩的可调节伸缩丝 臂。上述工作台上装设有安装工件的工件支座；上述移动副包括有导轨及滑块，导轨安装在工作台上，滑块置于导轨上，切槽丝架与滑块连接。本发明由于釆用工作台的径向上装设有若干个切槽丝架，若干个切槽 丝架均通过相应的设置在工作台径向方向上的导轨移动副固定在工作台 上，每个切槽丝架上装设有由加工所需的若干个导轮组成的导轮组，工作 台中部的中空位置上装设有带动若干个切槽丝架随导轨移动副径向移动的 驱动装置，实现丝线对工件的切槽加工，加工时，由于多个切槽丝架相对 工件作进给或后退运动、实现丝线对工件的多槽同步加工，因此，其加工 效率大大提高。本发明是一种设计巧妙，结构简单，方便实用的工件内孔 表面多槽同步切割加工机床。
图l为本发明的结构示意图； 图2为本发明中导轮走丝空间布置图。 图3为本发明中丝架100的主视图。 图4为本发明中丝架100的俯视图。 图5为本发明的俯视图。图6为本发明实施例1驱动切槽丝架100运动、实现工件的切槽 加工的驱动装置的结构示意图；图7为本发明实施例2驱动切槽丝架100运动、实现工件的切槽 加工的驱动装置的结构示意图；图8为本发明实施例3驱动切槽丝架IOO运动、实现工件的切槽 加工的驱动装置的结构示意图；图9为本发明实施例4驱动切槽丝架100运动、实现工件的切槽 加工的驱动装置的结构示意图；图10为本发明实施例5驱动切槽丝架100运动、实现工件的切 槽加工的驱动装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例1:本发明的结构示意图如图1、 2、 5所示，包括有安装工件的工作台10、 安装线切割所用丝线05的滚丝简50,其中工作台10的圆周方向上装设有 若干个切槽丝架100,若干个切槽丝架100均通过相应的设置在工作台10 径向方向上的导轨移动副120固定在工作台IO上，每个切槽丝架IOO上装 设有由加工所需的若干个导轮组成的导轮组A，安装在滚丝简50上的丝线 05经进丝引导导轮01绕进第一个切槽丝架100上装设的若干个导轮，并 依次绕经相邻切槽丝架IOO上装设的若干个导轮，绕过最后一个切槽丝架 100上装设的若干个导轮后经回丝引导导轮03回到滚丝简50,工作台10 中部的中空位置上装设有带动若干个切槽丝架100随导轨移动副径向移 动、实现丝线对工件切槽加工的驱动装置B，驱动装置B固定在的机床底 座上。上述工作台10上装设有安装工件的工件支座30。上述移动副120 包括有导轨及滑块121,导轨做出在工作台10上，滑块121置于导轨上，切槽丝架ioo与滑块连接。本实施例中，上述驱动装置B的结构示意图如图6所示，包括有由电机带动其作旋转运动的驱动盘70，驱动盘70的几何中心与工件的几何中心重合，驱动盘70上设有曲线槽，每个切槽丝架100上 固定有一端带滚轮的杆件171,每个切槽丝架100上的杆件171的滚 轮分别置于驱动盘70上相应位置设有的曲线槽中。上述切槽丝架IOO的结构示意图如图3、 4所示，包括有立柱123、上 丝臂124、下丝臂125、支承板126,上丝臂124及下丝臂125分别固装在 立柱123的上端及下端，下丝臂125通过支承板126支承在导轨移动副120 上，导轮组A包括有第一导轮lOl、第二导轮102、第三导轮103、第四导 轮104、第五导轮105、第六导轮106、第七导轮107、第八导轮108、第 九导轮109,其中第四导轮104、第五导轮105分别通过铰接轴114及115 固定在上丝臂124的两端，，第二导轮102、第三导轮103固定在下丝臂125 的一端，第六导轮106、第七导轮107、第八导轮108固定在下丝臂125的 另一端，第一导轮IOI、第九导轮109固定在工作台IO上，第一导轮IOI， 第二导轮1G2，第七导轮107,第八导轮1G8，第九导轮109轴线互相平行； 同时第三导轮103,第四导轮104,第五导轮105,第六导轮106轴线互相 平行，并且与第一导轮IOI,第二导轮102,第七导轮107，第八导轮108, 第九导轮109的轴线垂直，第一导轮101与第二导轮102之间的丝线，第 二导轮102与第三导轮103之间的丝线，第六导轮106与第七导轮107之 间的丝线，第七导轮107与第八导轮108之间的丝线，第八导轮108与第 九导轮109之间的丝线均与切槽丝架100的导轨运动方向平行。导轮101、 102、 109的作用有两个 一是将相邻丝架或卷丝简出来的丝线由导轮101、 102引入丝架IOO导轮组中，并形成103、 104之间的工作段，同时由导轮 109将丝线引出到下一个丝架导轮组中；二是作为丝线长度保持装置，保 证丝线从卷丝简出来，依次经过全部丝架导轮组回到卷丝简后的丝线长度不随丝架位置变动而变化，也即任意一个或数个丝架沿导轨进给或回退而 位置发生变化时，从巻丝简出来绕过各丝架导轮组再回到巻丝简的丝线长 度保持不变。上述上丝臂124通过能调整与下丝臂125之间的垂直距离的调节结构 固定在立柱123上，上丝臂124和/或下丝臂125为能沿其长度方向进行伸 缩的可调节伸缩丝臂。本发明工作时，当电机带动驱动盘70运动时，其上的曲线槽推 动或拖动滚轮使杆件171前后运动，从而带动切槽丝架100沿导轨相 对工件进给或后退，实现丝线对工件的切槽加工。实施例2:本实施例的结构与实施例l相同，不同之处在于驱动装置B与实施例 l不同，本实施例驱动装置B的结构示意图如图7所示，包括有由电机带 动其作旋转运动的第二驱动盘80，第二驱动盘80的几何中心与工件的几 何中心重合，每个切槽丝架100上均对应固定有一根连杆181，连杆181 的一端182与切槽丝架100铰接，另 一端180与第二驱动盘80铰接。本发明工作时，当电机带动驱动盘70运动时，通过连杆带动切槽丝架 100沿导轨相对工件进给或后退，实现丝线对工件的切槽加工。实施例3:本实施例的结构与实施例l相同，不同之处在于驱动装置B与实施例 l不同，本实施例驱动装置B的结构示意图如图8所示，包括有由步进或 伺服电动机19带动其作旋转运动的螺杆15及与之组成螺旋传动副的驱动 螺母16,螺杆15的几何中心与工件的几何中心重合，每个切槽丝架100 上均对应固定有一根连杆23,连杆23 —端与切槽丝架IOO铰接，另一端与驱动螺母16铰接。上述驱动螺母16装设在由止转导柱21限制其不能旋转的固定板22 上，步进或伺服电动机19通过电机支架20固定在固定板22上，步进电动 机19的输出轴通过联轴器17及法兰块18与螺杆15连接。本发明工作时，当电机带动螺杆15旋转时，驱动螺母16作上升或下降，通过各连杆23带动各切槽丝架100沿导轨相对工件进给或后退，实现丝线对工件的切槽加工。实施例4:本实施例的结构与实施例l相同，不同之处在于驱动装置B与实施例 l不同，本实施例驱动装置B的结构示意图如图9所示，其驱动装置B包 括有由电机带动其作旋转运动的驱动轮96，驱动轮96的几何中心与工件 的几何中心重合，驱动轮96的径向方向上设有若干分别与每个切槽丝架 IOO对应的一根丝线92,丝线92的一端固联在各个切槽丝架IOO上，另一 端缠绕在驱动轮96上，每个切槽丝架100还配置有一弹簧90。当电机带 动驱动轮96旋转时，丝线90被收紧或放松，相应弹簧被压缩或弹开，丝 架沿导轨前后运动，实现丝线对工件的切槽加工。本实施例中，驱动轮96 装在固定螺杆95上，缠绕在驱动轮96上的丝线92通过导向轮91与每个 切槽丝架100连接，导向轮91的作用是使驱动轮96到切槽丝架100之间 的丝线方向与丝架运动方向平行，也即与导轨运动副方向一致。本发明工作时，当电机带动驱动轮96旋转时，丝线92被收紧或放松， 相应弹簧90被压缩或弹开，切槽丝架IOO沿导轨前后运动，实现丝线对工 件的切槽加工。实施例5:本实施例的结构与实施例l相同，不同之处在于驱动装置B与实施例 l不同，本实施例驱动装置B的结构示意图如图IO所示，其上述驱动装置B包括有步进或伺服电动机19A及把旋转运动转换为直线运动的直线运动 驱动机构，直线运动驱动机构的主动件与步进或伺服电动机19A的输出轴 连接，驱动切槽丝架100沿导轨移动副120运动的直线运动驱动机构的从 动件与切槽丝架100连接。上述旋转运动转换为直线运动的直线运动驱动机构为螺旋传动机构， 或为齿轮齿条传动机构，或为凸轮机构。本实施例中，直线运动驱动机构 为螺旋传动机构。上述步进或伺服电动机19A包括有若干台，直线运动驱动机构设有若 干套，每台步进或伺服电动机19A与直线运动驱动机构的主动件连接，每 套直线运动驱动机构的从动件分别与每个切槽丝架100连接；或步进或伺 服电动机19A包括有1台，直线运动驱动机构设有若干套，步进或伺服电 动机19A的输出轴通过传动机构与每套直线运动驱动机构的主动件连接， 每套直线运动驱动机构的从动件分别与每个切槽丝架100连接。上述传动 机构为同步带传动机构或链轮传动机构或齿轮传动机构。本实施例中，步 进或伺服电动机19A包括有若干台，直线运动驱动机构设有若干套，每台 步进或伺服电动机19A与直线运动驱动机构的主动件连接，每套直线运动 驱动机构的从动件分别与每个切槽丝架100连接。本发明工作时，步进或伺服电动机19A通过把旋转运动转换为直 线运动的直线运动驱动机构驱动切槽丝架100沿导轨移动副120前进 或后退，实现丝线对工件的切槽加工。
权利要求
1、一种工件内圆表面多槽同步切割加工机床，包括有安装工件的工作台(10)、安装线切割所用丝线(05)的滚丝筒(50)，其特征在于工作台(10)的径向上装设有若干个切槽丝架(100)，若干个切槽丝架(100)分别固定在工作台(10)径向方向上的若干个导轨移动副(120)上，每个切槽丝架(100)上装设有由加工所需的若干个导轮组成的导轮组(A)，安装在滚丝筒(50)上的丝线(05)经进丝引导导轮(01)绕进第一个切槽丝架(100)上装设的导轮组，并依次绕经相邻切槽丝架(100)上装设的导轮组，绕过最后一个切槽丝架(100)上装设的导轮组后经回丝引导导轮(03)回到滚丝筒(50)，工作台(10)中部的中空位置上装设有带动若干个切槽丝架(100)随导轨移动副径向移动、实现丝线对工件切槽加工的驱动装置(B)，驱动装置(B)固定在的机床底座上。
2、 根据权利要求1所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征 在于上述驱动装置(B)包括有由电机带动其作旋转运动的驱动盘(70)， 驱动盘(70)的几何中心与工件的几何中心重合，驱动盘(70)上设有曲 线槽，每个切槽丝架(100)上固定有一端带滚轮的杆件(171),每个切槽 丝架(100)上的杆件(171)的滚轮分别置于驱动盘(70)上相应位置设 有的曲线槽中。
3、 根据权利要求l所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征在 于上述驱动装置(B )包括有由电机带动其作旋转运动的第二驱动盘(80 ), 第二驱动盘(80)的几何中心与工件的几何中心重合，每个切槽丝架(IOO) 上均对应固定有一根连杆(181)，连杆(181)的一端(182)与切槽丝架(100)铰接，另一端(180)与第二驱动盘(80)铰接。
4、 根据权利要求1所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征在于上述驱动装置(B)包括有由步进或伺服电动机(19)带动其作旋转运 动的螺杆(15)及与之组成螺旋传动副的驱动螺母(16),螺杆(15)的几 何中心与工件的几何中心重合，每个切槽丝架(100)上均对应固定有一根 连杆(23),连杆(23)的一端与切槽丝架(100)铰接，另一端与驱动螺 母(16)铰接。
5、 根据权利要求4所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征 在于上述驱动螺母(16)装设在由止转导柱(21)限制其不能旋转的固定 板(22)上，步进或伺服电动机(19)通过电机支架(20)固定在固定板(22)上，步进或伺服电动机(19)的输出轴通过联轴器(17)及法兰块 (18)与螺杆(15)连接。
6、 根据权利要求l所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征在于上述驱动装置(B)包括有由电机带动其作旋转运动的驱动轮(96),驱 动轮(96)的几何中心与工件的几何中心重合，驱动轮(96)的径向方向 上设有若干分别与每个切槽丝架(100)对应的一根丝线(92),丝线(92) 一端固联在各个切槽丝架(100)上，另一端缠绕在驱动轮(96)上，每个 切槽丝架(100)还配置有一弹簧(90),当电机带动驱动轮(96)旋转时， 丝线(90)被收紧或放松，相应弹簧被压缩或弹开，丝架沿导轨前后运动， 实现丝线对工件的切槽加工。
7、 根据权利要求l所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征在 于上述驱动装置(B)包括有步进或伺服电动机(19A)及把旋转运动转换 为直线运动的直线运动驱动机构，直线运动驱动机构的主动件与步进或伺 服电动机(19A)的输出轴连接，驱动切槽丝架(100)沿导轨移动副(120)运动的直线运动驱动机构的从动件与切槽丝架(ioo)连接。
8、 根据权利要求7所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征在 于上述步进或伺服电动机(19A)包括有若干台，直线运动驱动机构设有若 干套，每台步进或伺服电动机(19A)与直线运动驱动机构的主动件连接， 每套直线运动驱动机构的从动件分别与每个切槽丝架(IOO)连接；或步进 或伺服电动机(19A)包括有1台，直线运动驱动机构设有若干套，步进或 伺服电动机(19A)的输出轴通过传动机构与每套直线运动驱动机构的主动 件连接，每套直线运动驱动机构的从动件分别与每个切槽丝架(100)连接。
9、 根据权利要求1至8任一项所述的工件表面多槽同步切割加工机 床，其特征在于上述切槽丝架(100)包括有立柱(123)、上丝臂(124)、 下丝臂(U5 )、支承板(126 ),上丝臂(l24 )及下丝臂(1")分别固装 在立柱(123 )的上端及下端，下丝臂(125 )通过支承板(126 )支承在导 轨移动副U20)上，导轮组(A)包括有第一导轮(101)、第二导轮(102)、 第三导轮(103)、第四导轮(104)、第五导轮(105)、第六导轮(106)、 第七导轮(107)、第八导轮(108)、第九导轮(109),其中第四导轮(104)、 第五导轮(105)分别固定在上丝臂(124)的两端，第二导轮(102)、第 三导轮(103)固定在下丝臂(125)的一端，第六导轮(106)、第七导轮(107 )、第八导轮(108 )固定在下丝臂(125 )的另 一端，第一导轮(101 )、 第九导轮(109)固定在工作台(10)上，丝架(100)导轮组中第一导轮 (101),第二导轮(102),第七导轮(107),第八导轮(108),第九导轮 (109)轴线互相平行；同时第三导轮(103),第四导轮(104),第五导轮 (105),第六导轮(106)轴线互相平行，并且与第一导轮(101)，第二导 轮(102)，第七导轮(107),第八导轮(108),第九导轮(109)的轴线垂 直；各导轮的轴线与固定在丝架上的回丝引导导轮及进丝引导导轮的轴线垂直，第一导轮(101)与第二导轮(102)之间的丝线，第二导轮(102) 与第三导轮(103)之间的丝线，第六导轮(106)与第七导轮(107)之间 的丝线，第七导轮(107)与第八导轮(108)之间的丝线，第八导轮(108) 与第九导轮(109)之间的丝线均与切槽丝架(100)的导轨运动方向平行。 10、根据权利要求9所述的工件表面多槽同步切割加工机床，其特征 在于上述上丝臂(124)通过能调整与下丝臂(125)之间的垂直距离的调 节结构固定在立柱(123)上，上丝臂(124)和/或下丝臂(125)为能沿 其长度方向进行伸缩的可调节伸缩丝臂；上述工作台(IO)上装设有安装 工件的工件支座(30);上述移动副(120)包括有导轨及滑块，导轨安装 在工作台(10)上，滑块置于导轨上，切槽丝架(100)与滑块连接。
全文摘要
本发明涉及工件表面多槽同步切割加工机床。包括有安装工件的工作台(10)、安装线切割所用丝线(05)的滚丝筒(50)，工作台(10)的径向上装设有若干个切槽丝架(100)，若干个切槽丝架(100)均通过相应的设置在工作台(10)径向方向上的导轨移动副(120)固定在工作台(10)上，每个切槽丝架(100)上装设有由加工所需的若干个导轮组成的导轮组(A)，工作台(10)中部的中空位置上装设有带动若干个切槽丝架(100)随导轨移动副径向移动、实现丝线对工件切槽加工的驱动装置(B)，驱动装置(B)固定在机床工作台上。本发明所述机床加工时，由于多个切槽丝架相对工件做进给或后退运动、实现丝线对工件的切槽加工，其加工效率大大提高。
文档编号B23H7/26GK101274381SQ200810026060
公开日2008年10月1日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者刘晓宁, 唐勇军, 张永俊, 邓伟辉, 郭钟宁 申请人:广东工业大学