一种线切割电火花加工自动送丝装置及工艺的制作方法

本发明涉及微细丝送丝机技术领域，特别涉及一种线切割电火花加工自动送丝装置及工艺。

背景技术：

线切割加工技术是线电极电腐蚀加工技术，是电火花加工技术中的一种，简称线切割加工，也是利用工具电极对工件进行脉冲放电时产生的电腐蚀现象来进行加工的。电火花线切割加工是用运动着的金属丝做电极，利用电极丝和工件在水平面内的相对运动来切割出各种形状的工件。若电极丝相对工件进行有规律的倾斜运动，还可加工出带锥度的工件。线切割加工技术可切割各种高硬度材料，由于采用数控技术，可编程切割形状复杂的型腔。由于几乎无切削力，故可切割极薄工件。使用的金属丝直径很小，因而加工时省料，特别适宜于切割贵重金属材料。试制新产品时，可直接将某些板类工件切割出，省去了模具、刀具、工夹具等工装，使开发产品周期明显缩短。线切割电火花加工时常用的微细加工方法之一，但是电极丝及其移动速度一直是影响线切割加工工艺的重要因素。其中，电极丝的制备技术已相对成熟，如果其移动速度却达不到要求，影响电极丝的使用寿命，线切割的加工效率和加工品质也得不到保证。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的速度达不到要求的问题，本发明提供一种对走丝速度进行精确控制并实现快速进给的线切割电火花加工自动送丝装置及工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种线切割电火花加工自动送丝装置，包括主箱体，所述的主箱体上安装有储丝筒和用于输送电极丝的输送轮组，所述的主箱体上安装有用于对电极丝导向的导丝嘴，所述的导丝嘴上方设有速度控制模块，

所述的速度控制模块包括在送丝方向相对静止的静压电陶瓷组和沿送丝方向运动的动压电陶瓷组，所述的静压电陶瓷组包括分别位于电极丝两侧并相对设置的第一静压电陶瓷块和第二静压电陶瓷块，所述的动压电陶瓷组包括分别位于电极丝两侧并相对设置的第一动压电陶瓷块和第二动压电陶瓷块，所述的第一动压电陶瓷块和第二动压电陶瓷块上连接有驱动机构，所述的驱动机构包括滑动设置在主箱体上的第一滑块和第二滑块，所述的第一滑块和第二滑块沿送丝方向滑动，所述的第一动压电陶瓷块远离电极丝的一端安装在第一滑块上，所述的第二动压电陶瓷块远离电极丝的一端安装在第二滑块上，所述的第一滑块和第二滑块上均连接有作为驱动机构的曲柄连杆机构。

进一步的，所述的输送轮组包括转动设置在主箱体上的导电轮，所述的速度控制模块上游设有导轮组，所述的导轮组包括分别位于电极丝两侧的第一张紧轮和第一弹性轮，所述的第一弹性轮和主箱体之间连接有第一弹簧，所述的第一弹簧将第一弹性轮向第一张紧轮方向压紧，所述的主箱体在导丝嘴的下游转动连接有第二张紧轮，所述的第二张紧轮和储丝筒之间还具有第二弹性轮，所述的第二弹性轮和主箱体之间设有第二弹簧，电极丝从第二张紧轮引出后经过第二弹性轮绕回至储丝筒上。

进一步的，所述的主箱体在导电轮和导电轮之间还转动连接有第三张紧轮。

进一步的，所述的曲柄连杆机构包括与所述的第一滑块铰接的第一连杆和与所述的第二滑块铰接的第二连杆，所述的第一连杆上铰接有第一曲柄，所述的第一曲柄转动连接在主箱体上，所述的第二连杆上铰接有第二曲柄，所述的第二曲柄转动连接在主箱体上。

进一步的，所述的第一滑块上设有用于容纳第一动压电陶瓷块的第一凹槽，所述的第一动压电陶瓷块和第一凹槽在送丝方向上的尺寸相匹配使得第一动压电陶瓷块与第一滑块同步运动，所述的第二滑块上设有用于容纳第二动压电陶瓷块的第二凹槽，所述的第二动压电陶瓷块和第二凹槽在送丝方向上的尺寸相匹配使得第二动压电陶瓷块与第二滑块同步运动。

一种如上所述的一种线切割电火花加工自动送丝装置的工艺，包括以下步骤：

步骤1：送丝开始时，第一静压电陶瓷块和第二静压电陶瓷块加负电压收缩，松开电极丝；

步骤2：第一曲柄和第二曲柄开始旋转，分别带动第一连杆和第二连杆运动，推动第一滑块和第二滑块向下运动，第一动压电陶瓷块和第二动压电陶瓷块便有了向下的位移，带动夹紧的电极丝产生相应的位移增量；

步骤3：第一静压电陶瓷块和第二静压电陶瓷解除所加负电压后伸长并夹紧电极丝；

步骤4：第一动压电陶瓷块和第二动压电陶瓷块加负电压收缩并松开电极丝；

步骤5：第一曲柄和第二曲柄继续转动，利用曲柄滑块的运动特性，可以把第一动压电陶瓷块和第二动压电陶瓷块拉回到初始位置；

步骤6：第一动压电陶瓷块和第二动压电陶瓷块解除负电压恢复长度，并夹紧电极丝，准备进行下一次送丝。

有益效果：

本发明中，首先把直径一定的电极丝均匀地缠绕在储丝筒上，然后通过张紧轮获得张力，经过导电轮，导电轮与线切割电火花加工的外部电源相连接，电极丝通电，穿过电极丝速度控制系统后从导丝嘴处送出。通过线切割电火花加工外部电源给速度控制模块里的四个压电陶瓷块供电，控制电极丝的进给，满足电火花线切割加工对走丝速度的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为线切割电火花加工自动送丝装置的整体结构图；

图2为速度控制模块结构图；

图3为初始状态图；

图4为静压电陶瓷组松开电极丝的状态图；

图5为动压电陶瓷组推进电极丝的状态图；

图6为静压电陶瓷组夹紧电极丝的状态图；

图7为动压电陶瓷组松开电极丝的状态图；

图8为动压电陶瓷组回位的状态图；

图9为动压电陶瓷组夹紧电极丝的状态图。

其中，1、储丝筒，2、第三张紧轮，3、导电轮，4、第一张紧轮，5、第一弹性轮，6、速度控制模块，6-1、第一静压电陶瓷块，6-2、第二静压电陶瓷块，6-3、第一动压电陶瓷块，6-4、第二动压电陶瓷块，6-5、第一曲柄，6-6、第二曲柄，6-7、第一连杆，6-8、第二连杆，6-9、第一滑块，6-10、第二滑块，7、导丝嘴，8、第二张紧轮，9、第二弹性轮，10、主箱体，11、电极丝。

具体实施方式

如图1，一种线切割电火花加工自动送丝装置，包括主箱体10，主箱体10上安装有储丝筒1和用于输送电极丝11的输送轮组，输送轮组包括转动设置在主箱体10上的导电轮3，速度控制模块6上游设有导轮组，导轮组包括分别位于电极丝11两侧的第一张紧轮4和第一弹性轮5，第一弹性轮5和主箱体10之间连接有第一弹簧，第一弹簧将第一弹性轮5向第一张紧轮4方向压紧，主箱体10在导丝嘴7的下游转动连接有第二张紧轮8，第二张紧轮8和储丝筒1之间还具有第二弹性轮9，用于调节电极丝张力，第二弹性轮9和主箱体10之间设有第二弹簧，电极丝11从第二张紧轮8引出后经过第二弹性轮9绕回至储丝筒1上，等待下一次循环使用。

主箱体10在导电轮3和导电轮3之间还转动连接有第三张紧轮2。

主箱体10上安装有用于对电极丝11导向的导丝嘴7，导丝嘴7上方设有速度控制模块6，速度控制模块6安装在主箱体10的前侧箱壁上，

如图2～3,速度控制模块6包括在送丝方向相对静止的静压电陶瓷组和沿送丝方向运动的动压电陶瓷组，静压电陶瓷组包括分别位于电极丝11两侧并相对设置的第一静压电陶瓷块6-1和第二静压电陶瓷块6-2，动压电陶瓷组包括分别位于电极丝11两侧并相对设置的第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4，第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4上连接有驱动机构，驱动机构包括滑动设置在主箱体10上的第一滑块6-9和第二滑块6-10，第一滑块6-9和第二滑块6-10沿送丝方向滑动，第一动压电陶瓷块6-3远离电极丝11的一端安装在第一滑块6-9上，第二动压电陶瓷块6-4远离电极丝11的一端安装在第二滑块6-10上，第一滑块6-9和第二滑块6-10上均连接有作为驱动机构的曲柄连杆机构。曲柄连杆机构包括与第一滑块6-9铰接的第一连杆6-7和与第二滑块6-10铰接的第二连杆6-8，第一连杆6-7上铰接有第一曲柄6-5，第一曲柄6-5转动连接在主箱体10上，第二连杆6-8上铰接有第二曲柄6-6，第二曲柄6-6转动连接在主箱体10上。第一曲柄6-5和第二曲柄6-6可以由同一个伺服电机来驱动，以保持运动的同步性。第一静压电陶瓷块6-1、第二静压电陶瓷块6-2、第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4分别与外部电火花线切割加工电源负极相连接，

第一滑块6-9上设有用于容纳第一动压电陶瓷块6-3的第一凹槽，第一动压电陶瓷块6-3和第一凹槽在送丝方向上的尺寸相匹配使得第一动压电陶瓷块6-3与第一滑块6-9同步运动，第二滑块6-10上设有用于容纳第二动压电陶瓷块6-4的第二凹槽，第二动压电陶瓷块6-4和第二凹槽在送丝方向上的尺寸相匹配使得第二动压电陶瓷块6-4与第二滑块6-10同步运动。

一种如上述的一种线切割电火花加工自动送丝装置的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：如图4，第一静压电陶瓷块6-1和第二静压电陶瓷块6-2加负电压收缩，松开电极丝11；

步骤2：如图5，第一曲柄6-5和第二曲柄6-6开始旋转，分别带动第一连杆6-7和第二连杆6-8运动，推动第一滑块6-9和第二滑块6-10向下运动，第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4便有了向下的位移，带动夹紧的电极丝11产生相应的位移增量；

步骤3：如图6，第一静压电陶瓷块6-1和第二静压电陶瓷解除所加负电压后伸长，夹紧电极丝11；

步骤4：如图7，第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4加负电压收缩，松开电极丝11；

步骤5：如图8，第一曲柄6-5和第二曲柄6-6继续转动，利用曲柄滑块的运动特性，可以把第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4拉回到初始位置；

步骤6：如图9，第一动压电陶瓷块6-3和第二动压电陶瓷块6-4解除负电压恢复长度，并夹紧电极丝11，准备下一次送丝。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。