一种电火花带式切割装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型的切割装置，解决目前高温硬质合金钢大厚度材料切割难、切割效率低、切割成本高的问题。本发明是这样的实现的，新型的切割装置，包括床身、走带机构、工作台、工作液系统、液压系统及电气控制柜组成。走带机构在伺服电机的驱动下进行进给。床身上安装有限位开关和标尺，走带机构提供普通钢带张紧装置、断带检测装置、钢带导向装置和带轮绝缘装置。电气控制柜包括变压器电源系统、信号采集模块、信号数模转换模块、工艺处理芯片及指令输出模块、伺服控制模块、PLC以及控制电路等组成。本发明结构简单，在使用过程中，操作简单、维护简单、效率高、使用成本极低，具有很强的实用性与经济性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 该装置属于中、大厚度高温硬质合金材料切割领域，具体涉及一种阳极一电化学 切割装置。 一种电火花带式切割装置
【背景技术】
[0002] 目前机械加工行业中，合金材料的切割难度极大，对切割设备要求高，而市场上已 有的切割方式有：激光切割、水刀切割、火焰切割、电火花线切割、等离子切割等方式，但这 些切割方式受原理所限制，只能用于切割板材类材料，无法切割中、大厚度的材料，并且这 些设备具有使用成本维护高、环境污染大、设备价格昂贵等缺点。
[0003] 此外，目前市场上使用最广泛的带锯床虽然能实现中、大厚度的材料切割，但其耗 材(锯带）损耗严重，尤其是对于切割耐高温、高硬度的合金材料所用锯带价格昂贵且加工 效率低。因此，开发一款切割装置以解决机械加工过程中特种材料切割难、切割效率低、切 缝宽、切割成本高的问题具有很重要的现实意义。
【发明内容】
[0004] 本发明是建立在阳极一电化学切割原理基础上，进一步完善优化设计与合理有效 利用而得到的成果。旨在解决耐高温、硬质合金材料的切割成本高、切割效率低的现状。尤 其是对于中、大厚度材料的切割成本的降低起到极好的效果。通过对现有同类产品的机械 结构缺陷和控制方式进行改进，改变维护成本高及安装复杂且加工效率低的情况。从而获 得一种切割能力更强、切割效率更快、使用和维护成本更低的装置。
[0005] 本发明是这样实现的，所诉装置由床身、走带机构、工作台、工作液系统、液压系统 及电气控制柜组成。床身上安装有限位开关和标尺，走带机构提供普通钢带张紧装置、断带 检测装置、钢带导向装置和带轮绝缘装置，走带机构在伺服电机的驱动下进行进给。电气 控制柜包括电源系统、信号采集模块、信号数模转换模块、加工工艺处理芯片及指令输出模 块、伺服控制模块、PLC以及控制电路等组成。
[0006] 进一步，所诉电火花带切割装置的工作台固定在床身上，床身内侧安装有限位开 关，并预留有导流槽。带轮安装于走带机构上，钢带安装并紧绷与带轮边缘；带轮与走带机 构绝缘，钢带断带检测装置安装在其中一个带轮上；通过导线和电刷将加工电流负极连接 至钢带。钢带导向器固定在走带机构的加工区域内，以夹持钢带，保证钢带平稳运行。
[0007] 进一步，工作液系统由泵将工作液抽至加工区域。
[0008] 进一步，液压系统为走带机构其中一个带轮提供动能，并为工件夹紧装置提供动 能。
[0009] 进一步，被切割工件安装在工作台上，通过导线与加工电流正极相连；钢带通过导 线与加工电流负极相连。
[0010] 进一步，将电源系统、信号采集模块、信号数模转换模块、加工工艺处理芯片及指 令输出模块、伺服控制模块、PLC以及控制电路布局于电气控制柜中。 toon] 本发明提供了一种适合高温合金材料、易碎导电材料、超硬材料切割设备，解决了 耐高温、硬质合金材料难切割的缺点，以及现有进口设备及传统其它切割设备的费用高昂， 安装复杂，维护和使用成本高昂，加工效率低的问题，开发出简易实用的设备，以满足加工 实用性、普遍性和可行性的技术问题。该设备结构简单、使用方便，在使用过程中，维护简 单、效率高、使用成本极低，具有很强的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的外部整体结构示意图；图2是本发明钢带导向器结构A- A剖视 图。
[0013] 图中：1-床身，2-工作台，3-走带机构，4-被切割工件，5-工作液系统，6-液压系 统，7-电箱控制柜，8-钢带，9-电缆线，10-电源系统，11-信号采集模块，12-伺服控制模 块，13-信号数模转换模块，14-处理芯片及指令发出模块，15-伺服电机，16-钢带导向器， 17-导向轴，18-硬质合金辊环，19-挡板，20-密封圈，21-轴承，22-钢带（同8-钢带)。
【具体实施方式】
[0014] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本 发明。
[0015] 图1示出了本发明实施例提供的新型电火花带切割机的结构。为了便于说明，仅 不出了与本发明相关的部分。
[0016] 该设备整体结构（图1)由床身1，工作台2,走带机构3,工作液系统5、液压系统6 以及电箱控制柜7组成。走带机构3由直线滑块导轨和滚珠丝杆联接在床上1上，在伺服 电机15的驱动下进行伺服进给。被切割工件4安装在工作台2上，并通过电缆线9连接至 电气控制柜7中的直流电源10的正极接头上。钢带8通过带轮由电缆线9连接至电气控 制柜中直流电源10的负极接头上。工作液系统5由泵将工作液抽至加工区域。钢带导向 器16将钢带8被夹持在两个硬质合金辊环中，以获得平稳的纵向钢带运动方式。液压系统 6由电气控制柜7控制，用于钢带8的张紧和工件4的夹紧作用。
[0017] 在加工过程中：走带机构3使钢带纵向运行，以便于工作过程中碎屑的排除，并简 化了龙门式走带机构的的复杂机械结构，同时配有钢带断带信号采集机构，使其在加工过 程中钢带断带后，能及时使电源系统10停止供电并停机报警。走带机构3由直线滑块导轨 和滚珠丝杆联接在铸铁床上1上，通过伺服电机15进行伺服进给。工作液系统5由泵将工 作液抽至加工区域，工作液为廉价的硅酸钠水溶液(俗称：水玻璃)。加工过程中，以廉价的 普通无齿钢带作为加工电极(代替昂贵的锯带)，钢带与工件在电场(大电流，低电压）作用 和工作液的化学作用下发生电弧放电反应，达到阳极电火花加工原理，从而达到加工的目 的。
[0018] 进一步，钢带导向器(见图2)结构为硬质合金辊环18表面经过热处理，使其更加 耐磨，内部安装轴承21，通过轴17固定在导向器座上，导向器座上的安装孔为腰形孔，可使 硬质合金辊环进行位置调节以便于安装。密封圈20在挡板19将轴承空间密封，防止工作 液和加工碎屑进入轴承中，影响轴承使用寿命。钢带22被夹持在两个硬质合金辊环中，以 获得需要的钢带运动方式。此结构使钢带与导向器之间的摩擦为滚动摩擦，提高钢带和导 向器的利用率，从而降低导向器的成本。
[0019] 进一步，电气控制部分(如图1)由变压电源系统10,信号采集模块11，信号数模 转换模块13,工艺处理芯片及指令发出模块14,伺服控制模块12以及控制电路等组成。在 加工过程中，电源系统提供控制电能和加工电流，通过导线9连接至被切割工件4和钢带8 上，信号采集模块11将实时采集加工中作用在钢带8上的电信号，并传输至信号数据转换 模块13中，信号数据转换模块13将采集的模拟信号转换为数字信号，然后传输至处理芯片 及指令发出模块14,经程序分析后，输出相应的控制信号至伺服控制模块12以及电源控制 组件，输出伺服电机控制信号和电源控制信号。以匹配加工过程中的进给量和电压电流施 加量。工艺处理芯片模块内还包括程序控制模块PLC等，结合外部电气控制电路，共同完成 工作液系统和液压系统等手动或自动控制过程。
[0020] 该设备还包括外部连接电缆，工作液管道，液压管道和工件简易支撑架。
[0021] 改进后，该设备的使用耗材为廉价的工作液，廉价的普通钢带和电能。并且由于原 理的特点所至，加工过程中几乎没有切削力产生，具备机械结构更简单、伺服智能进刀、操 作简单、钢带的利用率更高、贵金属浪费率更低、加工的效率更快以及设备的使用维护成本 更低的特点。
【权利要求】
1. 一种电火花带切割装置，包括床身（1)，工作台（2)，走带机构（3)，工作液系统（5)、 液压系统（6)以及电箱控制柜（7)组成，被切割工件（4)安装在工作台（2)上，并通过电缆 线（9)连接至电气控制柜（7)中的直流电源（10)的正极接头上，钢带（8)通过带轮经电缆 线（9)连接至电气控制柜（7)中直流电源（10)的负极接头上，工作液系统（5)由泵将工作 液抽至加工区域。
2. 根据权利要求1所诉的一种电火花带切割装置，其特征在于走带机构（3)为立式结 构，钢带运行方式为纵向运行，钢带张紧方式为液压张紧方式，走带机构（3)的进给运动由 伺服电机驱动，所诉走带机构形式为立式机械结构形式。
3. 根据权利要求1所诉的一种电火花带切割装置，其特征在于钢带导向器由硬质合金 辊环（18)、轴承（21)、导向器轴（17)、挡板（19)、密封圈（20)组成，导向器轴的安装孔为腰 形孔，所诉导向器为间隙可调式钢带固定装置。
4. 根据权利要求1所诉的一种电火花带切割装置，其特征在于电气控制柜（7)由电 源系统（10)、信号采集模块（11)、信号数模转换模块（13)、工艺处理芯片及指令发出模块 (14 )、伺服控制模块（12)、伺服电机驱动器、PLC等控制电路等组成。
【文档编号】B23H1/00GK104117740SQ201410268914
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】不公告发明人 申请人:曾义锋