专利名称：金属丝放电加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属丝放电加工装置，尤其涉及向金属丝放电加工装置的金属丝电极提供电能的机械装置。
背景技术：
金属丝放电加工装置应用金属丝电极和工件之间的电压，并在金属丝电极和工件之间产生放电，以因此完成加工。因此，金属丝放电加工装置具有与电极接触的电能供给元件，以向电极提供电能。然而，金属丝电极在加工过程中被消耗，从而电能供给元件在与金属丝电极接触点处出现磨损，这样如果接触位置被固定，则形成凹槽。这使接触使传导不充分，并不能在金属丝电极与工件之间提供理想的电压。
为了解决这个问题，众所周知的金属丝放电加工装置设计成使电能供给元件旋转以使电能供给元件上的金属丝电极接触位置不固定，并且设计成使电能供给元件沿与金属丝电极消耗方向相垂直的方向向前直线运动，以使电能供给元件上的电极接触位置变化，因此，延长电能供给元件的寿命(例如，见日本8-19920A、日本2001-232520A和日本2552851B)。
有另一种众所周知的金属丝放电加工装置，它具有在第一和第二电极导杆之间的电能供给元件，并驱动第二电极导杆以改变金属丝电极上的电能供给元件的接触位置，因此延长电能供给元件的寿命(例如，见日本2671663B)。
在通过移动电能供给元件来改变电能供给元件上金属丝电极的接触位置的过程中，由于小的放电等电现象，将电压应用在电能供给元件上将在电能供给元件的滑动表面和支撑部分上产生附属磨损(secondaryabrasion)。作为防止附属磨损的手段，可以设想将支撑电能供给元件的支撑部分形成为一个绝缘结构。然而，这种手段花费昂贵。
另一方面，在通过移动电极导杆来改变电能供给元件上金属丝电极的接触位置的过程中，从电极导杆移动时起，金属丝电极由电极导杆以大角度支撑。因此，金属丝电极随着其在电极导杆上产生大的磨损而被消耗，电极导杆因此很快被磨损。结果，需要频繁地更换电极导杆。此外，改变电极导杆位置的机械装置变得非常复杂并且昂贵。
发明内容
本发明提供一种金属丝放电加工装置，其能够延长电能供给元件的寿命，结构简单，并能降低制造费用和消耗费用。
本发明的金属丝放电加工装置包括一个电能供给元件，其能够通过与金属丝电极接触而向金属丝电极提供电压；一个导向滚子，用于支撑布置在相对于金属丝电极消耗方向的电能供给元件一侧的金属丝电极；导向滚子驱动机构，用于沿基本与金属丝电极消耗方向相垂直的方向上移动导向滚子，从而使金属丝电极与电能供给元件接触的位置发生变化。
用于支撑金属丝电极的导向滚子，可以分别布置在相对于金属丝电极消耗方向的电能供给元件的两侧，并且至少一个导向滚子驱动机构被提供用于沿基本与金属丝电极消耗方向相垂直的方向上移动导向滚子，从而使金属丝电极与电能供给元件接触的位置发生变化。
图1是一个示意图，揭示了根据本发明第一实施例的金属丝放电加工装置的下部金属丝导杆部分；图2是一个示意图，揭示了图1所示的实施例在移动上部和下部金属丝导杆以改变金属丝电极与电能供给元件接触位置的状态；图3是一个示意图，揭示了根据本发明第二实施例的下部金属丝导杆部分；图4是一个示意图，揭示了根据本发明第三实施例的下部金属丝导杆部分；图5a-5d是一组示意图，揭示了每个实施例所使用的导向滚子的形状；图6a-6c图5a-5d是一组示意图，揭示了每个实施例所使用的电能供给元件的形状；图7是一组示意图，揭示了上部和下部金属丝导杆与电能供给元件相对于金属丝电极的位置关系；图8是一组示意图，揭示了上部和下部金属丝导杆与电能供给元件相对于金属丝电极的另一个位置关系。
具体实施例方式
图1是一个示意图，揭示了根据本发明一个实施例的下部金属丝导杆部分。附图标记1表示下部导杆座(lower guide block)。在下部导杆座1的尖端有一个金属丝导杆2和向放电加工区域提供加工液体的加工液体喷嘴3。在下部导杆座1中，提供了电能供给元件4，该电能供给元件4具有与金属丝电极10接触的平面表面并向金属丝电极10提供电能。导向滚子5a、5b以及用于移动导向滚子5a、5b的导向滚子驱动机构布置在电能供给元件4的两侧，即在本实施例中在电能供给元件4的上面和下面(沿金属丝电极10的消耗方向，在电能供给元件4的前面和后面)。导向滚子驱动机构用于沿与金属丝电极10的消耗方向相垂直的方向上，并且同时沿相对于金属丝电极10的与电能供给元件4的接触表面相平行的方向上，通过分别由小电动机6a、6b驱动的引导螺杆7a、7b，移动导向滚子5a、5b。此外，附图标记8表示下部导向滚子。
如图7所示，金属丝电极10由下部导向滚子8和图7中可移动的下边导向滚子5b的右边引导(面向附图1、2的垂直方向的下边)。金属丝电极10被引导与电能供给元件4的接触表面或者其在图7中所示的左边表面接触，由图7中所示的可移动的上边导向滚子5a的右边表面引导，并且由金属丝导杆2引导，从加工液体喷嘴3的喷嘴开口引导出，因此穿过工件被加工的加工区域并被引向上部导杆座(upper guide block)(未示出)。因此，当金属丝电极10通过上边和下边导向滚子5a、5b而依靠电能供给元件4的接触表面推进时被引导。上部导杆座可以具有与图1所示的下部导杆座相同的结构。同样，向金属丝电极10提供电压的电能供给元件4可以布置在一个地方。因此，上部导杆座可以是一个传统使用的导杆座，即不包含电能供给元件、导向滚子、导向滚子驱动机构的导杆座。由于上部和下部导杆座分别位于工件的上面和下面(或其右侧和左侧)，所以仅仅是布置有所不同。
首先，在金属丝电极通过使用一种自动金属丝连接装置或之类的连接装置被连接的情况下，小电动机6a、6b处于驱动控制之下，并且导向滚子5a、5b移动，从而，其中心位置在一条联系金属丝导杆2和下部导向滚子8的直线上，并且导向滚子5a、5b处于如此的位置，从而金属丝电极10可以线性地消耗，穿过加工液体喷嘴3的喷嘴开口、金属丝导杆2、导向滚子5a、5b和下部导向滚子8。同时，可移动的导向滚子处于如此的位置，从而金属丝电极可以同样相对于上部导杆座线性地消耗。此外，上部和下部导杆座的金属丝导杆(喷嘴开口)位于相面对的位置，并且自动金属丝连接装置被驱动以连接金属丝电极10。图7中的虚线表示在金属丝自动连接时金属丝电极10的状态，而实线表示加工时的状态。在加工过程中，金属丝电极10延伸并被拽向下部导向滚子8，这样保证与电能供给元件4的接触表面接触。
在加工时，从电能供给元件4向金属丝电极10提供电能。此外，小电动机6a和6b被正常/反向(normally/reversely)驱动，因此，上边和下边导向滚子5a、5b沿与金属丝电极10消耗方向相垂直的方向，并且同时沿相对于金属丝电极10的与电能供给元件4的接触表面相平行的方向上，通过引导螺杆7a、7b，被移动和震荡。结果，如同图1、2所阐述的，金属丝电极10被压向电能供给元件4并且从电能供给元件4向其提供电压。此外，上边和下边导向滚子5a、5b由小电动机6a、6b分别同步地或不同步地驱动。在图1、2所示的实施例中，上边和下边导向滚子5a、5b被同步地驱动。
在电能供给元件4上的金属丝电极10的接触位置发生改变，并且金属丝电极10基本上均匀地与电能供给元件4接触表面接触，这样，不会在电能供给元件4接触平面上产生与金属丝电极10相摩擦的凹槽或之类的。由于可移动的导向滚子5a、5b只受旋转摩擦的影响，因此导向滚子5a、5b的寿命大大延长。此外，电能供给元件4可以由相对简单的结构固定，因此其结构不会很复杂。此外，当由于与金属丝电极10的摩擦而使平面接触表面被磨损，并且因此电能供给状态恶化时，电能供给状态能够通过将电能供给元件4推向金属丝电极10并固定而很容易地恢复。
在前述的实施例中，在放电加工过程中，小电动机6a、6b被驱动以震荡上边和下边导向滚子5a、5b。然而，在放电加工过程中，导向滚子5a、5b仅仅通过在给定的范围内(in a given pitch)，在有规则的基础上(ona regular basis)或以一个随意的次序(in a random order)驱动小电动机6a、6b而被驱动，而不是在稳定的基础上驱动导向滚子5a、5b，因此改变电能供给元件4上金属丝电极10的接触位置。
虽然，在上述实施例中，提供了分别用于驱动上边和下边导向滚子5a、5b的小电动机6a、6b，但仍可以给导向滚子中的一个提供一个小电动机，并通过驱动传输装置，比如齿轮、传送带等，驱动另一个导向滚子的引导螺杆，从而使用一个电动机驱动两个引导螺杆7a和7b。
虽然，在上述实施例中，用于沿电能供给元件4的接触平面驱动金属丝电极10的导向滚子5a、5b，分别位于电能供给元件4的上面和下面，但是导向滚子5a、5b也可以只位于电能供给元件4的一侧，而不是位于电能供给元件4的上面和下面。
图3是根据第二实施例的下部导杆座1的示意图，在该示图中，导向滚子5只位于电能供给元件4的上面。与图1所示的第一实施例相同的元件用相同的附图标记表示。在第二实施例中，通过引导螺杆7由小电动机6驱动的导向滚子5布置在电能供给元件4的上面，金属丝电极10通过导向滚子5简单地沿电能供给元件4的接触平面移动。在这种情况下，位于电能供给元件4上面的导向滚子5和电能供给元件4被布置得很近，这样产生电能供给元件4上的金属丝电极10的接触位置的变化范围，该变化由可移动导向滚子5的移动引起。这样扩大了电能供给元件4的面积，这由于与金属丝电极10的接触而被磨损，从而延长电能供给元件4的寿命。
图4是第三实施例的下部导杆座1的示意图，在该示图中，通过引导螺杆7由小电动机6驱动的导向滚子5布置在电能供给元件4的下面。在该实施例中，电能供给元件4上的金属丝电极10的接触位置的变化范围由于将电能供给元件4和位于电能供给元件4的下面导向滚子5布置得很近而变大。因此，延长了电能供给元件4的寿命。
如图5a-5d所阐述的，在每个实施例中的可移动的导向滚子5、5a和5b都具有各自的能够引导金属丝电极10的部分，该部分形成图5a所示的V形、图5b所示的弯曲的内凹的形状、图5c所示的托盘形内凹的形状、图5d所示的具有两边直立向上的内凹的形状等。导向滚子的形状应当足够长以能够使金属丝电极10沿与其消耗方向相垂直的方向移动，并且能够引导金属丝电极10的消耗。
电能供给元件4只有平面表面，该平面表面与金属丝电极10接触，并可以形成为图6a-6c所示的平板，从而降低电能供给元件4的制造成本。
在每个上述阐述的实施例中，如图7所示，上边和下边导向滚子5a、5b引导金属丝电极10的导向位置处于相对于金属丝电极的电能供给元件4的接触表面相面对的位置。然而，如图8所阐述的，引导金属丝电极10的上边和下边导向滚子5a、5b的导向位置和与金属丝电极10相接触的电能供给元件4的接触表面，相对于金属丝电极10位于同一侧面。同样在这种情况下，金属丝电极10在虚线所示的状态下在金属丝自动连接的时刻，被连接。然而，在加工的过程中，金属丝电极10被延伸并被拽向下部导向滚子8侧，并因此与电能供给元件4的接触表面接触，如实线所示。
特别是在导向滚子5仅布置在电能供给元件4的上面情况下，如图3所阐述的实施例，引导金属丝电极10的导向滚子5的导向位置以及电能供给元件4的接触表面，可优选地布置成相互面对(如图7所阐述的形式)。
本发明由于可消耗的电能供给元件具有变化的与金属丝电极相接触的接触位置和能够扩大的接触区域，所以，能够大大地延长电能供给元件的寿命，同时具有简单的结构。此外，由于电能供给元件还具有能形成为平板的简单的结构，所以，其制造成本大大降低，这能够同时降低制造成本和消耗成本。
权利要求
1.一种金属丝放电加工装置，其通过应用金属丝电极和工件之间的电压而产生的放电而加工工件，该金属丝放电加工装置包括一个电能供给元件，其能够通过与金属丝电极接触而向金属丝电极提供电压；一个导向滚子，用于支撑布置在相对于金属丝电极消耗方向的所述电能供给元件一侧的金属丝电极；一个导向滚子驱动机构，用于沿基本与金属丝电极消耗方向相垂直的方向上移动所述导向滚子，从而使金属丝电极与电能供给元件接触的位置发生变化。
2.一种金属丝放电加工装置，其通过应用金属丝电极和工件之间的电压而产生的放电而加工工件，该金属丝放电加工装置包括一个电能供给元件，其能够通过与金属丝电极接触而向金属丝电极提供电压；一个导向滚子，用于支撑分别布置在相对于金属丝电极消耗方向的所述电能供给元件两侧的金属丝电极，以及至少一个导向滚子驱动机构，用于沿基本与金属丝电极消耗方向相垂直的方向上移动所述导向滚子，从而使金属丝电极与所述电能供给元件接触的位置发生变化。
全文摘要
一种金属丝放电加工装置，其具有向金属丝电极提供电能的结构，该结构可延长电能供给元件的寿命，并由于结构简单而降低制造成本和消耗成本。该装置具有导向滚子，引导位于平板形电能供给元件的上面和/或下面的金属丝电极。该导向滚子通过引导螺杆由小发动机驱动。震荡方向与金属丝电极的消耗方向相垂直并与电能供给元件的平面表面相平行。电能供给元件上的金属丝电极的接触位置在一个大的范围内变化，从而使接触位置不会集中，因此不会在电能供给元件上出现产生摩擦的凹槽并延长其寿命。电能供给元件形成为简单的平板，从而降低制造成本。导向滚子及其导向滚子驱动机构同样具有简单的结构，因此降低制造成本和消耗成本。
文档编号B23H7/08GK1519072SQ20041000045
公开日2004年8月11日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年1月29日
发明者稻叶善治, 高山雄司, 司 申请人:发那科株式会社