双丝筒可变速往复运丝系统和线切割机床的制作方法

文档序号:11297199阅读:691来源:国知局

本实用新型属于电火花线切割技术领域,特别是涉及一种双丝筒可变速往复运丝系统和设置有上述系统的线切割机床。



背景技术:

电火花加工是利用脉冲火花放电蚀除被加工材料来进行加工,加工电极与被加工材料之间因存在液态电介质并不接触,所以可用较软的电极(工具)加工硬而脆的金属等导体和半导体材料。电火花加工中以移动的线电极切割加工最为广泛。线电极切割有单向走丝(慢走丝)和往复走丝(快走丝)两大类型,其中往复走丝线切割是我国自主发展的具有完全知识产权的机电一体化技术,为我国所特有,其优点是设备造价低廉,钼合金线电极(钼丝)可多次反复放电使用。特别适合机械加工难以胜任的高硬度、高强度、高熔点、高韧性、高脆性材料(如:钨钼合金、记忆合金、镁合金、硬质合金、聚晶金刚石、钕铁硼等)的加工,广泛应用于模具制做、航天航空、医疗器械、仪器仪表、电子电器、机械制造等各领域的精密或异型零部件的加工、制造。

目前已有的往复走丝(快走丝)线切割机床的电极丝是绕在一个单丝筒上,加工过程中丝筒正、反转反复换向运送线电极到放电加工区。单丝筒运丝限制了电极丝的长度(一般只有200~300米)造成20秒左右就换向,频繁换向形成了放电加工换向条纹,加工的精度远远差于单向走丝(慢走丝)线切割。



技术实现要素:

本实用新型为克服现有技术中存在的技术问题而提供双丝筒可变速往复运丝系统,该双丝筒可变速往复运丝系统可以消除换向条纹提高线切割加工的表面质量。

一种双丝筒可变速往复运丝系统,正向走丝筒和反向走丝筒,所述正向走丝筒和所述反向走丝筒分别与一台变速卷绕电机驱动连接,所述正向走丝筒和所述反向走丝筒用于牵引一根电极丝。

通过在分别利用正向走丝模式和反向走丝模式对电极丝进行两向的牵引,在每个走丝筒上,同时只存在一处接受或释放电极丝的区域,可以多层缠绕电极丝而不会乱丝,所以可以显著的增加走丝筒上储存的电极丝的数量。从而能够实现对单一切割要素进行连续单向走丝切割,在对另一切割要素进行切割时采用另一走丝方向进行连续单向走丝切割。从而,实现在切割单一要素的时候不换向,以消除换向条纹提高加工的表面质量。

优选的技术方案,其附加特征在于:变速卷绕电机为伺服电机。

伺服电机传动精确,可以适用在电极丝层绕、卷径发生变化的时候,从而保证电极丝的走丝速度稳定,提高了加工精度。

进一步优选的技术方案,其附加特征在于:正向走丝筒和反向走丝筒之间设有导丝轮,导丝轮的设置和两个丝筒位置的设置使得位于两个丝筒之间的电极丝处于同一平面内。

通过将导丝轮设置在同一平面内,可以尽量减少走丝过程中的电极丝的扭转,以减少机械振动、延缓电极丝的疲劳失效。

优选的技术方案,其附加特征在于:正向走丝筒转动安装在第一拖板上,第一拖板上安装有与正向走丝筒连接的变速卷绕电机,反向走丝筒转动安装在第二拖板上,第二拖板上也安装有与反向走丝筒连接的变速卷绕电机,第一拖板和第二拖板分别地与各自的拖板驱动装置传动连接。

由于各个走丝筒的即时卷径不同,所以两个走丝筒的变速卷绕电机的转速不同,所以单独驱动每个安装走丝筒的拖板,可以使得每个拖板上的走丝筒的出丝点和入丝点精确的与电极丝的运行平面匹配,从而保证了电极丝的长度和张力稳定性,以利于提高加工精度。

进一步优选的技术方案,其附加特征在于:第一拖板和第二拖板分别通过滚珠丝杠机构与拖板驱动电机连接。

滚珠丝杠机构传动精度高,可以精确的控制拖板移动的轴向位置,有利于减少电极丝在走丝过程中的长度变化。

再进一步优选的技术方案,其附加特征在于:拖板驱动电机为伺服电机。

伺服电机传动精确,可以精确的控制拖板移动的轴向位置,有利于减少电极丝在走丝过程中的长度变化。

优选的技术方案,其附加特征在于:正向走丝筒和反向走丝筒中,其中一个用于恒扭矩放丝,其中另一个用于恒转速收丝。

通过恒转速收丝,可以稳定电极丝的运行速度,而通过恒转矩放丝,可以为收丝提供一个较为稳定的负载力矩,从而保证了电极丝张力的稳定。

优选的技术方案,其附加特征在于:正向走丝筒和反向走丝筒上均精密层绕有电极丝。

通过精密层绕的方式,可以利用已经收卷的电极丝或尚未放卷的电极丝来保证收丝点或放丝点的即时卷径的可靠,从而保证了放丝和收丝速度的精确可靠。

一种线切割机床,设置有上述任一的双丝筒可变速往复运丝系统。

该线切割机床,也具有相应的双丝筒可变速往复运丝系统的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的双丝筒可变速往复运丝系统的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并详细说明如下:

实施例1:

图1是本实用新型实施例1的双丝筒可变速往复运丝系统的结构示意图。图中,各个附图标记表示的含义如下;1、正向走丝筒;2、变速卷绕电机;3、第一拖板;4、反向走丝筒;5、第二拖板;6、电极丝;7、第一导轮;8、第二导轮;9、第三导轮;10、第四导轮;11、工件;12、底座。

一种双丝筒可变速往复运丝系统,包括正向走丝筒1和反向走丝筒4,正向走丝筒1和反向走丝筒4分别与一台变速卷绕电机2驱动连接,正向走丝筒1和反向走丝筒4用于牵引一根电极丝6。

通过在分别利用正向走丝筒1和反向走丝筒4对电极丝6进行两向的牵引,在每个走丝筒上,同时只存在一处接受或释放电极丝6的区域,可以多层缠绕电极丝6而不会乱丝,所以可以显著的增加走丝筒上储存的电极丝6的数量。从而能够实现对单一切割要素的连续使用同一根电极丝6进行切割,在对另一切割要素进行切割时采用另一走丝方向进行切割。

优选的,变速卷绕电机2为伺服电机。

伺服电机传动精确,可以适用在电极丝6层绕、卷径发生变化的时候,从而保证电极丝6的走丝速度稳定,提高了加工精度。

优选的,正向走丝筒1和反向走丝筒4之间设有导丝轮。

通过导丝轮,可以稳定电极丝6的进出切割区域的位置和方向,以降低走丝过程中的电机系抖动,从而提高了加工精度。

进一步优选的,导丝轮的设置和正向走丝筒1、反向走丝筒4的设置使得位于正向走丝筒1和反向走丝筒4之间的电极丝6处于同一平面内。具体说来,可以设置4个导丝轮,其中第一导丝轮设置在正向走丝筒1的放丝位置处,第二导丝轮和第三导丝轮可以以图中的竖直方向设置,第四导丝轮可以设置在反向走丝筒4的收丝位置处。4个导丝轮位于同一平面内。

通过将导丝轮设置在同一平面内,可以尽量减少走丝过程中的电极丝6的扭转,以延长电极丝6的使用寿命。

优选的,正向走丝筒1转动安装在第一拖板3上,第一拖板3上安装有与正向走丝筒1连接的变速卷绕电机2,反向走丝筒4转动安装在第二拖板5上,第二拖板5上也安装有与反向走丝筒4连接的变速卷绕电机2,第一拖板3和第二拖板5分别地与各自的拖板驱动装置传动连接,并通过直线导轨连接在底座12上。

由于各个走丝筒的即时卷径不同,所以两个走丝筒的变速卷绕电机2的转速不同,所以单独驱动每个安装走丝筒的拖板,可以使得每个拖板上的走丝筒的出丝点和入丝点精确的与电极丝6的运行平面匹配,从而保证了电极丝6的长度和松紧程度的稳定性,以利于提高加工精度。

进一步优选的,第一拖板3和第二拖板5分别通过滚珠丝杠机构与拖板驱动电机连接。

滚珠丝杠机构传动精度高,可以精确的控制拖板移动的轴向位置,有利于减少电极丝6在走丝过程中的长度变化。

再进一步优选的,拖板驱动电机为伺服电机。

伺服电机传动精确,可以精确的控制拖板移动的轴向位置,有利于减少电极丝6在走丝过程中的长度变化。

优选的,正向走丝筒1和反向走丝筒4中,其中一个用于恒扭矩放丝,其中另一个用于恒转速收丝。

通过恒转速收丝,可以稳定电极丝6的运行速度,而通过恒转矩放丝,可以为收丝提供一个较为稳定的负载力矩,从而保证了收丝速度的稳定。

优选的,正向走丝筒1和反向走丝筒4上均精密层绕有电极丝6。需要说明的是,“精密层绕”中的“精密”二字,不应做通常的“高”“矮”“薄”“厚”的形容词来理解,精密层绕,指的是在卷绕在轮或筒上的带材或线材,在同一层高度上,是紧密的布置的,所以更外面一层的线材和带材可以认为是缠绕在内层的带材或线材上的。各层带材或线材之间不会产生混乱的情况。所以该表达是清楚的。

通过精密层绕的方式,可以利用已经收卷的电极丝6或尚未放卷的电极丝6来保证收丝点或放丝点的即时卷径的可靠,从而保证了放丝和收丝速度的精确可靠。

应用例1:

采用本实施例,切割Cr12模具钢、工件厚度40mm,电极采用0.18毫米直径的钼丝,正向走丝速度1m/s,反向走丝速度1m/s,切割加工10×10mm四方柱体。表面粗糙度为Ra:0.008~0.009mm,加工表面无换向条纹,一次切割加工的表面质量达到了“中走丝”机床切一修二,三次重复切修的效果。

应用例2:

采用本实施例,切割Cr12模具钢、工件厚度60mm,电极采用0.18毫米直径的钼丝,正向走丝速度4m/s,反向走丝速度4m/s,切割加工10×10mm的四方柱体。加工表面无换向条纹,一次切割加工的表面质量达到了“中走丝”机床切一修一,二次重复切修的效果。

应用例3:

采用本实施例,切割Cr12模具钢、工件厚度60mm,电极采用0.18毫米直径的钼丝,正向走丝速度11m/s,反向走丝速度11m/s,切割加工10×10mm的四方柱体。加工表面无换向条纹,表面粗糙度可以达到Ra值为0.9μm,一次切割加工的精度比已有的往复走丝(快走丝)线切割高一个等级。

实施例2:

一种线切割机床,设置有上述任一的双丝筒可变速往复运丝系统。

该线切割机床,也具有相应的双丝筒可变速往复运丝系统的技术效果。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以作出很多形式,例如:①也可以不用电机+滚珠丝杠的方式驱动拖板,也可以采用直线电机的方式来带动拖板在底座上的直线移动。这些均属于本实用新型的保护范围之内。

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