一种线切割机的走丝机构及方法
【专利摘要】本发明公开了一种线切割机的走丝机构及方法，走丝机构包括底板、储丝筒、第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮和电极丝，所述底板上设置有导轨装置、滑轮组张紧装置、张紧行程标示牌和指针，滑轮组张紧装置包括配重块、定滑轮组、动滑轮组、动滑轮组固定板和导轨装置限位块，导轨装置包括导轨和滑块，定滑轮组、导轨、张紧行程标示牌和导轨装置限位块固定在底板上，动滑轮组、配重块和指针固定在动滑轮组固定板上，动滑轮组固定板固定在导轨装置的滑块上，滑块置于导轨上，沿导轨滑动，导轨装置限位块置于导轨的下部末端；本发明结构简单，制造方便，成本较低，同时，能够较好地改善线切割的加工精度和加工效率，经济效益较高。
【专利说明】一种线切割机的走丝机构及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及线切割机床领域，尤其涉及一种线切割机恒张力的走丝机构及方法。【背景技术】
[0002]线切割机是一种利用电极丝往复运动对导电体通放电的方式进行加工的数控机床，在加工过程中，电极丝需要往复运动以利于散热和排除加工废弃物，因此，走丝机构对加工工件的表面的精度和尺寸有直接影响。传统的走丝机构，由于电极丝放电和自身受力的作用，电极丝会松弛，直接影响电极丝的张紧力，导致电极丝受力不均匀，从而导致电极丝产生变形，影响加工工件的表明粗糙度，影响加工精度；目前，对线切割机运行过程中走丝恒张力的解决方案已有很多方法，但大多线切割机的恒张力走丝机构结构较复杂，或者对机电控制要求较高，使得制造较复杂，成本较高；重锤式恒张力走丝法虽然结构简单，但由于配重块的惯性较大，导致在运行过程中电极丝的初张力过大，易造成电极丝拉断的现象。同时，目前张紧机构由于对电极丝所能够张紧的最大长度较短，在线切割加工过程中，当线切割机床需要沿Z轴方向向上或向下调节机头时，往往需要先松掉电极丝，沿Z轴方向向上或向下调节好机头后，再重新装上去，这样操作不仅费时费力，而且需要一定的专业技能才能完成，严重影响了中走丝线切割的加工效率。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种线切割机的走丝机构及方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种线切割机的走丝机构，包括:底板、储丝筒、第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮和电极丝，所述底板上设置有导轨装置、滑轮组张紧装置、张紧行程标示牌和指针，所述滑轮组张紧装置包括配重块、定滑轮组、动滑轮组、动滑轮组固定板和导轨装置限位块，所述导轨装置包括导轨和滑块，所述定滑轮组、导轨、张紧行程标示牌和导轨装置限位块固定在底板上，所述动滑轮组、配重块和指针固定在动滑轮组固定板上，所述动滑轮组固定板固定在导轨装置的滑块上，所述滑块置于导轨上，沿导轨滑动，导轨装置限位块置于导轨的下部末端。
[0005]进一步地，所述定滑轮组包括第一定滑轮和第二定滑轮，所述动滑轮组包括第一动滑轮和第二动滑轮。
[0006]一种线切割机的走丝方法，包括以下步骤:
(1)将电极丝依次穿绕在第四导向轮、第一定滑轮、第二动滑轮、第二定滑轮、第一动滑轮、第一导向轮上；
(2)调节电极丝使指针指向张紧行程标示牌的合适位置后将电极丝两端固定在储丝筒上，来回转动储丝筒，使电极丝运丝均匀后即可。
[0007]本发明的有益效果是:本发明的恒张力张紧机构结构简单可靠、制造成本低，性价比高，和普通重锤式恒力装置相比，由于采用滑轮组省力机构，配重块的惯性较小，解决了在运行过程中电极丝的初张力过大的问题，避免了电极丝拉断的现象。同时，在配重物运动速度不变的情况下，滑轮组两端电极丝的张紧速度得到倍增，使得该恒张力走丝机构能够有更短的张紧响应时间，对于电极丝的张紧具有更好的动态稳定性，更有利于减少电极丝运动过程中的抖动，能够改善电极丝的加工环境，提高加工的精度和效率；同时，由于采用滑轮组机构，又可以对加工过程中电极丝长度的变化具有更好的包容性，对电极丝长度变化量具有更好的抗过载能力；由于配重块的重量可以根据实际加工条件进行调节，因此，本发明的线切割机的走丝机构可以较好地满足对不同恒张力线切割加工的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明一角度结构立体图；
图2为本发明另一角度结构立体图；
图3为本发明总体示意图；
图4为本发明局部示意图；
图中，定滑轮组11、第一定滑轮111、第二定滑轮112、动滑轮组12、第一动滑轮121、第二动滑轮122、动滑轮组固定板13、配重块14、导轨装置15、导轨装置限位块16、张紧行程标识牌17、指针18、第一导向轮2、储丝筒3、第二导向轮4、工件5、第三导向轮6、电极丝7、第四导向轮8、底板9。
【具体实施方式】
[0009]以下参照附图，对本发明作进一步说明。
[0010]参照图1-图3，本发明一种线切割机的走丝机构，包括底板9、储丝筒3、第一导向轮2、第二导向轮4、第三导向轮6、第四导向轮8和电极丝7，所述底板9上设有导轨装置15、滑轮组张紧装置、张紧行程标示牌17和指针18，所述滑轮组张紧装置包括配重块14、定滑轮组11、动滑轮组12、动滑轮组固定板13和导轨装置限位块16，所述导轨装置15包括导轨和滑块(图中未示出)，定滑轮组11固定在底板9上，动滑轮组12和配重块14固定在动滑轮组固定板13上，动滑轮组固定板13固定在导轨装置15的滑块上，滑块置于导轨上，沿导轨滑动。
[0011]所述定滑轮组11中所包含的定滑轮个数可以根据实际需要增加或减少，所述动滑轮组12所包含的动滑轮个数也可以根据实际需要增加或减少，在本实施例中优先选择定滑轮组11中包含两个定滑轮:第一定滑轮111和第二定滑轮112，在动滑轮组12中包含两个动滑轮:第一动滑轮121和第二动滑轮122。
[0012]所述配重块14可以拆装，且配重块14的重量可以根据实际需要进行调换。
[0013]所述电极丝7依次穿绕在第四导向轮8、第一定滑轮111、第二动滑轮122、第二定滑轮112、第一动滑轮121、第一导向轮2上；为了避免电极丝7在空间交错，第一动滑轮121和第一导向轮2位于同一平面上,第四导向轮8、第一定滑轮111、第二定滑轮112和第二动滑轮122位于另一平面，两平面之间留有间隙余量。
[0014]本发明的工作过程如下:电极丝7可以通过常用方式上丝，将电极丝7依次穿绕在第四导向轮8、第一定滑轮111、第二动滑轮122、第二定滑轮112、第一动滑轮121、第一导向轮2上，调节电极丝7使指针18指向张紧行程标示牌17的合适位置后(通常选为张紧装置的上沿，这样可以最大限度利用张紧装置的行程，但是本发明的张紧装置张紧行程较大，可以选用中间位置，方便以后沿Z轴方向向上或向下调节线切割机头)，将电极丝7两端固定在储丝筒3上，来回转动储丝筒3，使电极丝运丝均匀后即可。
[0015]当电极丝7处于长度无变化的状态时，电极丝7受力均匀，滑轮组张紧装置处于动态平衡状态中；当由于外界原因当电极丝7长度变长时，第四导向轮8和第一导向轮2之间电极丝7受力不均匀，此时，动滑轮组12由于受重力作用向下运动，拉动电极丝7向下运动，当第四导向轮8与第一导向轮2两端电极丝7张紧力相等时，滑轮组张紧装置在新的位置又回复动态平衡状态。
[0016]当线切割机头需要沿Z轴进行向上或向下调节时，由于张紧装置张紧行程较大，在张紧行程范围内，只需按着实际要求向上或向下沿Z轴调节线切割机机头至合适位置即可。
[0017]为了更好地阐述本发明的优点，结合图4进行说明，假设:动滑轮组12上下运动的行程为L，第一导向轮2和第四导向轮8之间电极丝7的长度变化量为S，第一导向轮2附近电极丝7运动速度为VI，第四导向轮8附近电极丝7运动速度为V2，动滑轮个数为η (η不小于1)，配重块14的加 速度为al，电极丝伸张或拉紧加速度为a2，则有:
al=a2/2n; η>1;
由于al远小于a2，相比较一般重锤式张紧装置，本发明能够有效减缓电极丝7的初张力，减小对电极丝7的损害；由于配重块14和动滑轮向下运动的最大加速度为g，那么本发明恒张力张紧装置的瞬间响应极大加速度为2ng (如图所示该装置中n=2，该张紧装置的瞬间响应极大加速度为4g，已经远大于现有一般恒张力张紧装置的瞬间响应极大加速度)，由加速度公式:
加速度a=V/t=Vl-V2/t可知，
相比较重锤式恒张力张紧走丝机构，该恒张力张紧机构有更快的张紧响应时间，对于电极丝7的张紧具有更好的动态稳定性，更有利于减少电极丝7运动过程中的抖动，提高加工的精度和效率；同时，由S=2nL>L (η不小于I)知，由于采用滑轮组机构，可以对加工过程中电极丝7长度的变化具有更好的包容性，对电极丝7长度变化量具有更好的抗过载能力(假设指示牌最大行程为0.4m，按着优选实施例中n=2计算，本发明装置对电极丝的最大张紧限度为1.6m)。
[0018]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为详细和具体，但并不能理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种线切割机的走丝机构，包括底板、储丝筒、第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮和电极丝，其特征在于，所述底板上设置有导轨装置、滑轮组张紧装置、张紧行程标示牌和指针，所述滑轮组张紧装置包括配重块、定滑轮组、动滑轮组、动滑轮组固定板和导轨装置限位块，所述导轨装置包括导轨和滑块，所述定滑轮组、导轨、张紧行程标示牌和导轨装置限位块固定在底板上，所述动滑轮组、配重块和指针固定在动滑轮组固定板上，所述动滑轮组固定板固定在导轨装置的滑块上，所述滑块置于导轨上，沿导轨滑动，导轨装置限位块置于导轨的下部末端。
2.根据权利要求1所述线切割的走丝机构，其特征在于，所述定滑轮组包括第一定滑轮和第二定滑轮，所述动滑轮组包括第一动滑轮和第二动滑轮。
3.一种应用权利要求2所述走丝机构的线切割机走丝方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将电极丝依次穿绕在第四导向轮、第一定滑轮、第二动滑轮、第二定滑轮、第一动滑轮、第一导向轮上； (2)调节电极丝使指针指向张紧行程标示牌的合适位置后将电极丝两端固定在储丝筒上，来回转动储丝筒，使电极丝运丝均匀后即可。
【文档编号】B23H7/10GK103949736SQ201410152639
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】李湘生, 严逢辉, 徐一峰, 杨震 申请人:浙江理工大学