一种空间曲面线切割结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种空间曲面线切割结构，属于机械设备领域，适用于具有空间曲面的工件的切割，包括线切割机和空间曲面线切割专用装置，线切割机包括床身和坐标工作台，坐标工作台上设有X轴、Y轴运动机构，空间曲面线切割专用装置设于坐标工作台上，空间曲面线切割专用装置包括旋转电机，空间曲面线切割专用装置旋转电机的旋转轴线与Y轴运动机构的轴线平行，工件与旋转电机可拆连接，旋转电机由Y轴运动机构的驱动信号控制驱动。本实用新型的技术方案扩大了现有的往复式快速走丝线切割机和中走丝线切割机的加工应用范围，解决了空间曲面线切割加工技术难题，并可降低加工成本。
【专利说明】一种空间曲面线切割结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械设备领域，涉及一种切割结构，尤其涉及一种空间曲面线切割结构。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，机械零件的形状和结构也在不断地发生着变化。各行各业尤其是模具、航天、导弹、武器等制造业的一些批量不大、精度要求高的空间曲面零件不断涌现，它们的加工难题往往成为产品发展的关键。尽管多数空间曲面零件都是以直线为母线的柱体和上下形状尺寸不一的锥体，有的呈宝塔形、螺旋形等零件，使用目前的传统快速走丝线切割机和中走丝线切割机，都会感到难于加工。
[0003]电火花线切割加工是基于脉冲放电时的电腐蚀现象，可以加工一般机械加工难于完成的各种复杂零件和各种硬、脆、韧的金属材料的加工，因而在国内外得到广泛的应用，并成为各个制造部门必不可缺的重要加工手段。
[0004]为解决空间曲面零件加工难题，国外制造业开发了带C轴的低速走丝线切割机。国内电加工界的科技人员为解决空间曲面零件加工难题，有的开发大锥度线切割装置，扩大斜度范围；有的将二台快走丝线切割机组合在一起完成四轴控制加工，有的开发带C轴的模拟控制系统，加工出较复杂的空间曲面零件。比较成功的是在低速走丝线切割机上开发C轴，实现带C轴的低速走丝线切割机多轴控制。但是现有的这些技术只能实现二维曲面加工的往复式(快速走丝线切割机和中走丝线切割机)上加工三维空间曲面零件，不能实现空间曲面结构。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型提供了一种空间曲面线切割结构。
[0006]为达到上述目的，具体技术方案如下:
[0007]—种空间曲面线切割结构，适用于具有空间曲面的工件的切割，包括线切割机和空间曲面线切割专用装置，所述线切割机包括床身和坐标工作台，所述坐标工作台上设有沿所述坐标工作台运动的X轴、Y轴运动机构，所述空间曲面线切割专用装置设于所述坐标工作台上，所述空间曲面线切割专用装置包括旋转电机，所述空间曲面线切割专用装置的旋转电机的旋转轴线与所述Y轴运动机构的轴线平行，所述工件与所述旋转电机可拆连接，所述旋转电机由所述Y轴运动机构的驱动信号控制驱动。
[0008]优选的，还包括电气控制箱，所述电气控制箱分别与所述线切割机和空间曲面线切割专用装置相连。
[0009]优选的，还包括夹具，所述空间曲面线切割专用装置的旋转电机通过夹具与所述工件可拆连接。
[0010]优选的，所述空间曲面线切割专用装置还包括减速器，所述旋转电机通过所述减速器与所述夹具连接。
[0011]优选的，所述线切割机中还包括储丝系统，所述储丝系统设于机床上。
[0012]优选的，所述机床上还设有线架。
[0013]优选的，还包括夹持座，所述空间曲面线切割专用装置通过夹持座设于所述坐标工作台上。
[0014]优选的，所述线切割机为快速走丝线切割机或中走丝线切割机。
[0015]优选的，所述线切割机为电火花线切割机。
[0016]优选的，所述空间曲面线切割专用装置上还设有防护罩。
[0017]相对于现有技术，本实用新型的技术方案扩大了现有的往复式快速走丝线切割机和中走丝线切割机的加工应用范围；实现在四轴控制线切割机上加工复杂的空间曲面；解决了空间曲面线切割加工技术难题，并可降低加工成本；空间曲面线切割专用装置防水防尘效果好，精度寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1是本实用新型实施例的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型实施例的电气控制箱结构示意图；
[0021]图3是本实用新型实施例的空间曲面线切割专用装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]以下将结合附图对本实用新型的实施例做具体阐释。
[0025]如图1和2中所示的本实用新型的实施例的一种空间曲面线切割结构，线切割机包括床身7、坐标工作台5与6、储丝系统I与2、线架3及电气控制箱10。空间曲面线切割专用装置4安装在线切割机的坐标工作台5的夹持座上，并使空间曲面线切割专用装置4的轴线与坐标工作台5上的Y轴运动机构的轴线平行，即都垂直于坐标工作台5的X轴。所需加工的工件8通过夹具9固定在空间曲面线切割专用装置4上，并结合如图3中所示，空间曲面线切割专用装置4的旋转电机13由线切割机的Y轴驱动信号控制驱动。
[0026]本实用新型实施例通过电气控制箱10中的图形转换软件，将空间曲面的三维复杂图形转变成二维平面图形显示在电气控制箱10屏幕上；利用线切割机的图形编程系统自动生成线切割加工控制程序；线切割机的Y轴驱动信号接到空间曲面线切割专用装置4的旋转电机13上，通过空间曲面线切割专用装置4内的减速器12参数设定及加工参数计算设定，便可实现所需空间曲面零件的电火花线切割加工。
[0027]如图3中所示，在本实用新型的实施例中，空间曲面线切割专用装置由支架座14、伺服控制的旋转电机13、精确设计的减速器12、夹持工件8的夹具9以及防护罩11组成，伺服控制的旋转电机13由线切割机的Y轴驱动信号控制驱动。
[0028]夹具9、减速器12、旋转电机13置于防护罩11与支架座14形成的防护空间中。夹具9上与防护罩11结合处设置了凹槽，再加上其制作精密，防护罩11装配好之后有良好的防水防尘作用。
[0029]精确设计减速器12的变比是一个技术关键，它决定了空间曲面线切割加工精度和加工稳定性。在加工中小型曲面零件时，减速器的变比设定为50就可保证Y轴输入一个驱动信号，曲面零件加工区移动长度在I微米左右，满足线切割稳定加工需要。
[0030]本实用新型的实施例在传统的快速走丝线切割机和中走丝线切割机上实施空间曲面电火花线切割加工的另一个技术关键是图形转换软件，必须在分析空间曲面电火花线切割加工的运动规律基础上，建立了电火花线切割多轴加工系统运动的数学模型，从而将空间曲面的三维复杂图形转变成二维平面图形，便于将线切割机数控系统的X、Y轴数值信号分别控制X轴移动和空间曲面线切割专用装置带动工件旋转，加工我们所需的空间曲面。
[0031]本实用新型的实施例将空间曲面的三维复杂图形转变成二维平面图形，是通过图形转换软件来实现的。操作者只要显示屏上显示的二维图形编制线切割加工程序即可。
[0032]此外，本实用新型的实施例同样适用于多轴联动控制的火花线切割机，以及采用带C轴的低速走丝电火花线切割机。
[0033]本实用新型实施例的空间曲面线切割专用装置夹持工件并按预定要求旋转；用线切割数控系统中的x、Y轴数值信号分别控制X轴移动和空间曲面线切割专用装置带动工件旋转；通过空间曲面线切割专用装置参数的合理设置、专用软件控制及加工程序编制，实现X轴移动和空间曲面线切割专用装置带动工件旋转的同步运动加工出所需的空间曲面；通过加强防护，解决空间曲面线切割专用装置防止工作液侵蚀问题。
[0034]以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
【权利要求】
1.一种空间曲面线切割结构，适用于具有空间曲面的工件的切割，其特征在于，包括线切割机和空间曲面线切割专用装置，所述线切割机包括床身和坐标工作台，所述坐标工作台上设有X轴、Y轴运动机构，所述空间曲面线切割专用装置设于所述坐标工作台上，所述空间曲面线切割专用装置包括旋转电机，所述空间曲面线切割专用装置旋转电机的旋转轴线与所述Y轴运动机构的轴线平行，所述工件与所述旋转电机可拆连接，所述旋转电机由所述Y轴运动机构的驱动信号控制驱动。
2.如权利要求1所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，还包括电气控制箱，所述电气控制箱分别与所述线切割机和空间曲面线切割专用装置相连。
3.如权利要求2所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，还包括夹具，所述空间曲面线切割专用装置的旋转电机通过夹具与所述工件可拆连接。
4.如权利要求3所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，所述空间曲面线切割专用装置还包括减速器，所述旋转电机通过所述减速器与所述夹具连接。
5.如权利要求4所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，所述线切割机中还包括储丝系统，所述储丝系统设于机床上。
6.如权利要求5所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，所述机床还设有线架。
7.如权利要求5所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，还包括夹持座，所述空间曲面线切割专用装置通过夹持座设于所述坐标工作台上。
8.如权利要求1所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，所述线切割机为快速走丝线切割机或中走丝线切割机。
9.如权利要求1所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，所述线切割机为电火花线切割机。
10.如权利要求1所述的空间曲面线切割结构，其特征在于，所述空间曲面线切割专用装置上还设有防护罩。
【文档编号】B23H11/00GK204171491SQ201420209452
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】费强, 张建荣, 蒋国明 申请人:上海大量电子设备有限公司, 上海大量光电科技有限公司, 上海大量精密机械有限公司