一种新型数控电火花线切割装置制造方法
【专利摘要】一种新型数控电火花线切割装置，至少配置了数控X轴、数控Y轴及数控Z轴，电极丝设置有水平切割段和垂直切割段；当一次装夹工件后，在利用水平切割段加工工件时，如果水平切割段内的电极丝设置成与X轴向平行，通过数控Y轴和数控Z轴的联动来切割工件上绕X轴向的直纹型面；如果水平切割段内的电极丝设置成与Y轴向平行，通过数控X轴和数控Z轴的联动来切割工件上绕Y轴向的直纹型面；在利用垂直切割段加工工件时，通过数控X轴和数控Y轴的联动来切割工件上绕Z轴向的直纹型面。本实用新型不翻转工件，就可以在垂直和水平两个方向切割工件的精密复杂直纹形面，省去工件翻转工序，避免了工件翻转误差，提高加工精度。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电加工领域，尤其涉及一种电火花线切割装置。 一种新型数控电火花线切割装置
【背景技术】
[0002] 数控电火花线切割装置(机床)，是利用电火花加工原理，采用金属丝（电极丝）作 为加工电极工具，在工件与电极丝之间施加脉冲电源(铜丝、钥丝)，由计算机按预定的轨迹 及对加工状态的检测数据控制工件与电极丝之间相对运动，通过两电极间的可控脉冲放电 蚀除材料来进行切割加工的一种电加工机床，加工中还需对放电区冲喷工作以排除蚀除物 和冷却工件电极丝。
[0003] 现有的数控电火花线切割装置，其走丝系统中的电极丝仅设有一段切割段，一般 该切割段是沿垂直(或称坚直)布置的，并且通常机床的X轴和Y轴为数控加工轴，而Z轴不 是数控轴是不参与加工进给的。具体加工方式，如图1所示，是将工件1装夹固定在XY水 平面内的机床工作台上，电极丝2沿坚向（即Z轴）设置，通过X轴和Y轴的数控联动，使工 件1相对电极丝2沿XY平面运动，从而在工件1上切割出绕坚向轴（即Z轴）的直纹型面。
[0004] 但是，当同一个工件上除绕坚向（即Z轴)的直纹型面需要加工外，还有绕水平轴的 直纹型面也需要加工时，譬如图2所示，工件1上除要加工一沿坚向的通孔3外，还需要加 工沿水平向的凹槽4和沿水平向的通孔5。现对于此种情况，做法只能是：如图3所示，先 加工沿坚向的通孔3,然后必须将工件翻转90°二次装夹后，才能加工沿水平向的凹槽4和 沿水平向的通孔5。这样虽能完成切割加工，但存在以下缺点：
[0005] 1、加工过程中，工件必须翻转二次装夹，增加了加工工序；
[0006] 2、工件二次装夹必然会增加定位误差；
[0007] 3、虽然可通过将工件装在A轴（即绕X轴的回转轴）或翻转工装上，但目前绝大多 数机床不带A轴，且A轴成本较高，如果设计制造翻转工装也会增加成本；
[0008] 4、一些大的零件无法装到A轴或翻转工装上，翻转及装夹找正难度很大。
【发明内容】
[0009] 本实用新型目的是提供一种新型数控电火花线切割装置，在一次装夹工件后完成 绕坚向的直纹型面和绕水平向的直纹型面的加工，解决现有技术需要二次装夹，必然增加 二次装夹工序和定位误差等的问题。
[0010] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型数控电火花线切割装 置，该装置至少配置了数控X轴、数控Y轴及数控Z轴，并且，其走丝系统中的放电切割用的 电极丝具有一个水平切割段和一个垂直切割段；
[0011] 所述水平切割段由所述电极丝通过导向轮或导向器支撑形成，在初始状态下，水 平切割段内的电极丝处于水平面内，并且与X轴向或Y轴向平行；
[0012] 所述垂直切割段由所述电极丝通过导向轮或导向器支撑形成，在初始状态下，垂 直切割段内的电极丝处于垂直面内，并且与Z轴向平行；
[0013] 所述水平切割段和所述垂直切割段由同一根所述电极丝形成；
[0014] 所述电极丝能够沿其自身轴向单向运行或者双向往复运行。
[0015] 上述技术方案中的进一步方案以及有关内容解释如下：
[0016] 1、上述方案中，该装置还配置了数控U轴、数控V轴及数控W轴，数控U轴与数控 X轴平行，数控V轴与数控Y轴平行，数控W轴与数控Z轴平行。
[0017] 2、上述方案中，该装置还配置了数控V轴及数控W轴，数控V轴与数控Y轴平行， 数控W轴与数控Z轴平行。
[0018] 3、上述方案中，该装置还配置了数控U轴及数控W轴，数控U轴与数控X轴平行， 数控W轴与数控Z轴平行。
[0019] 4、上述方案中，该装置还配置了数控U轴及数控V轴，数控U轴与数控X轴平行， 数控V轴与数控Y轴平行。
[0020] 5、上述方案中，所述"垂直面"是指垂直于水平面的坚向平面。
[0021] 6、上述方案中，所述"数控X轴"是通过数字方式控制的沿X轴向移动的移动执行 机构；所述"数控Y轴"是通过数字方式控制的沿Y轴向移动的移动执行机构；所述"数控Z 轴"是通过数字方式控制的沿Z轴向移动的移动执行机构。
[0022] 本实用新型设计原理是：长期以来，电火花线切割机都延用电极丝设置为一个切 割段的设计，使人们都觉得线切割机只需要一个切割段，并且只能绕电极丝的一个方向进 行切割加工，形成了惯性思维，随着科技的发展，在航天、航空、军工、精密模具、医疗器械、 电子信息汽车等高端制造业中加工工件的形状越来越特殊，越来越复杂，一个工件上要加 工两个方向的直纹型面的情况越来越多，且加工的精度要求也越来越高，这使得二次装夹 增加装夹工序及重复定位误差的缺陷越来越突出，本实用新型的实用新型人就捕捉到了这 个技术发展及加工需求趋势，并进行了研究。首先，本实用新型打破了传统观念，突破性地 提出在同一根电级丝上同时设置垂直切割段和水平切割段；再者，现有线切割机的X轴、Y 轴和Z轴三轴中都有一轴是不参与加工的，不参与加工的轴要求不高，一般都不是数控轴， 而本实用新型将X轴、Y轴和Z轴三轴都设计为数控轴，并且都参与加工，才最终使本实用 新型能够在一次装夹工件后完成绕坚向的直纹型面和绕水平向的直纹型面的加工。上述本 实用新型突破了惯性思维通过机、电、控技术的集成，满足了科技发展对高端复杂零件加工 的需求。
[0023] 由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：
[0024] 1、由于应用了本实用新型装置，工件只需一次装夹，就可以在垂直和水平两个方 向切割工件的精密复杂直纹形面，即完成绕坚向的直纹型面和绕水平向的直纹型面的加 工，省去工件翻转工序，加工操作方便；
[0025] 2、本实用新型也不必采用A轴或翻转夹具，降低成本；
[0026] 3、本实用新型避免了工件翻转误差，提高加工精度；
[0027] 4、本实用新型对于一些需要从两个方向进行切割加工的较大工件，尤为方便，克 服了翻转装夹找正的困难；
[0028] 5、本实用新型对于一些采用已有定位面装夹后不适合用垂直向电极丝切割段切 割的工件可以方便地采用水平向电极丝进行切割，而不需采用工装转换定位面。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为背景中提及的现有技术加工工件上的绕坚向的直纹型面的示意图；
[0030] 图2为背景中提及的既有绕坚向的直纹型面又有绕水平向的直纹型面的工件的 示意图；
[0031] 图3为背景中提及的现有技术加工工件上的绕坚向的直纹型面和绕水平向的直 纹型面的示意图；
[0032] 图4为本实用新型实施例应用中加工过程示意图一；
[0033] 图5为本实用新型实施例应用中加工过程示意图二；
[0034] 图6为本实用新型实施例结构示意图。
[0035] 以上附图中，1、工件；2、电极丝；3、沿坚向的通孔；4、沿水平向的凹槽；5、沿水平 向的通孔；6、水平切割段；7、垂直切割段；8、导向轮；12、两端扭曲直纹型面；13、数控X轴； 14、数控Y轴；15、数控Z轴；16、数控U轴；17、数控V轴；18、数控W轴。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
[0037] 实施例：参见图4-6所示：
[0038] -种新型数控电火花线切割装置，参见图6所示，该装置具体是往复走丝(俗称快 走丝)的线切割装置，它配置了数控X轴13、数控Y轴14及数控Z轴15,还配置了数控U轴 16、数控V轴17及数控W轴18,数控U轴16与数控X轴13平行，数控V轴17与数控Y轴 14平行，数控W轴18与数控Z轴15平行。
[0039] 并且，其走丝系统中的放电切割用的电极丝2具有一个水平切割段6和一个垂直 切割段7。所述水平切割段6由所述电极丝2通过导向轮8支撑形成，在初始状态下，水平 切割段6内的电极丝2处于水平面内，并且与X轴平行；所述垂直切割段7由所述电极丝2 通过导向轮8支撑形成，在初始状态下，垂直切割段7内的电极丝2处于垂直面内，并且与 Z轴向平行；所述水平切割段6和所述垂直切割段7由同一根所述电极丝2形成；所述电极 丝2能够沿其自身轴向双向往复运行。
[0040] 如图4中所示，举例工件1上所要加工的绕Z轴向的直纹型面为一沿坚向的通孔 3,该通孔3为一圆孔，而工件1上所要加工的绕X轴向的直纹型面为沿水平向的通孔5,该 通孔5为一方孔。当一次装夹工件1后，在利用所述垂直切割段7加工工件1时，通过数控 X轴和数控Y轴的联动来切割工件1上绕Z轴向的直纹型面；在利用所述水平切割段6加 工工件1时，通过数控Y轴和数控Z轴的联动来切割工件1上绕X轴向的直纹型面。具体 步骤时：首先装夹工件1，然后利用所述垂直切割段7通过数控X轴和数控Y轴的联动加工 出沿坚向的通孔3,接着，不动工件1，直接利用所述水平切割段6通过数控Y轴和数控Z轴 的联动加工出沿水平向的通孔5。实际中，加工顺序也可以倒过来，先加工沿水平向的通孔 5后，再加工沿坚向的通孔3也可。
[0041] 上述为举例说明，实际中，所述水平切割段6内的电极丝2处于水平面内，可以与 Y轴平行，同样能起到相同的效果。
[0042] 本实施例还可加工两端扭曲直纹型面。两端扭曲直纹型面是指两端等截面，但 是在轴向上进行了扭转的型面，两端截面的形状可以由直线、圆弧、外圆曲线构成或组合构 成，如图5所示。
[0043] 上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
【权利要求】
1. 一种新型数控电火花线切割装置，其特征在于：该装置至少配置了数控X轴、数控Y 轴及数控Ζ轴，并且，其走丝系统中的放电切割用的电极丝具有一个水平切割段和一个垂 直切割段； 所述水平切割段由所述电极丝通过导向轮或导向器支撑形成，在初始状态下，水平切 割段内的电极丝处于水平面内，并且与X轴向或Υ轴向平行； 所述垂直切割段由所述电极丝通过导向轮或导向器支撑形成，在初始状态下，垂直切 割段内的电极丝处于垂直面内，并且与Ζ轴向平行； 所述水平切割段和所述垂直切割段由同一根所述电极丝形成； 所述电极丝能够沿其自身轴向单向运行或者双向往复运行。
2. 根据权利要求1所述的新型数控电火花线切割装置，其特征在于：该装置还配置了 数控U轴、数控V轴及数控W轴，数控U轴与数控X轴平行，数控V轴与数控Υ轴平行，数控 W轴与数控Ζ轴平行。
3. 根据权利要求1所述的新型数控电火花线切割装置，其特征在于：该装置还配置了 数控V轴及数控W轴，数控V轴与数控Υ轴平行，数控W轴与数控Ζ轴平行。
4. 根据权利要求1所述的新型数控电火花线切割装置，其特征在于：该装置还配置了 数控U轴及数控W轴，数控U轴与数控X轴平行，数控W轴与数控Ζ轴平行。
5. 根据权利要求1所述的新型数控电火花线切割装置，其特征在于：该装置还配置了 数控U轴及数控V轴，数控U轴与数控X轴平行，数控V轴与数控Υ轴平行。
【文档编号】B23H7/10GK203900665SQ201420132702
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】叶军, 许庆平, 朱宁, 吴国兴 申请人:苏州电加工机床研究所有限公司