一种线切割结构、方法及电火花线切割装置与流程

本申请涉及电火花加工领域，具体的说是一种线切割结构、方法及电火花线切割装置。

背景技术：

电火花线切割加工(wirecutedm，简称wedm)是在电火花加工基础上发展起来的一种工艺形式，工具电极采用线电极，工具线电极和工件电极之间产生火花放电来对工件电极进行加工，可以加工各种形式的二维与三维结构，由于加工灵活且精度高，电火花线切割加工被广泛应用。

发明人发现，当电火花线切割加工大宽度或者大深度的工件时，工件蚀除屑不易被排除极间，从而导致极间放电状态较差，电火花线切割加工效率低下，并且极间存在大量蚀除屑还会导致加工精度降低；通常电火花线切割加工采用高压冲液来将极间蚀除屑排除，但是当加工大宽度或者大深度的工件时，液流难以触及到较深处的蚀除屑，导致高压冲液效果并不好，蚀除屑无法被及时地排除极间，从而无法有效改善线切割的极间放电状态。

技术实现要素：

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种线切割结构、方法及电火花线切割装置，通过将电极丝内芯部分磁化，从而在电火花线切割加工过程中利用内芯的铁磁性将加工过程中所产生的铁磁性蚀除屑吸附在电极丝表面并带离切割位置，改善极间放电状态，提高电火花线切割的加工效率。

本申请的第一目的是提供一种线切割结构，采用如下技术方案：

包括电极丝和充磁机构，所述充磁机构对电极丝充磁使电极丝磁化，磁化后的电极丝用于吸附线切割产生的铁磁性蚀除屑并将其带离切割位置。

进一步的，所述电极丝包括内芯和外敷层，所述外敷层包覆在内芯的外圆周面上，所述的充磁机构对电极丝的内芯充磁。

进一步的，所述的充磁机构位于电极丝切割工作位置的上方和/或下方，用于将切割位置对应的部分电极丝磁化。

进一步的，在电极丝运动的路径上设有清理机构，用于清理切割位置外电极丝上吸附的蚀除屑。

本申请的第二发明目的是提供一种线切割方法，采用如下技术方案：

包括以下步骤：

对电火花线切割加工用电极丝进行充磁；

采用磁化后的电极丝对工件进行电火花线切割加工；

电火花线切割加工过程中产生的铁磁性蚀除屑被电极丝所吸附，并随电极丝的进给带离极间切割位置。

进一步的，还包括：

清理切割位置外电极丝上附着的蚀除屑，使进入极间切割位置的电极丝外表面无蚀除屑。

进一步的，在对电极丝进行充磁时，对电火花线切割极间切割位置对应的电极丝部分进行充磁。

本申请的第三发明目的是提供一种电火花线切割装置，采用如下技术方案：

包括机架，所述机架上安装有如上所述的线切割机构，所述机架上设有导轮，所述线切割结构的电极丝与导轮配合，导轮用于带动电极丝与待切割工件产生沿电极丝轴向的相对运动。

进一步的，所述线切割结构的清理机构安装在机架上，用于清理电极丝上吸附的蚀除屑，并用于隔离蚀除屑和导轮。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)电极丝所带有的磁力能够将电火花线切割加工过程中的铁磁性蚀除屑吸附于电极丝上，并随着电极丝的运动被带离极间，减少极间的蚀除屑的数量和分布面积，从而可以改善极间放电状态，提高电火花线切割加工效率；

(2)相较于直接对切割位置施加磁场进行吸附，能够避免直接施加磁场对铁磁性工件的大面积磁化，避免磁化后的待加工工件吸附大量蚀除屑引起的极间放电环境的劣化；

(3)通过对电极丝磁化，减少了磁化部分的体积，从而避免了对铁磁性工件的影响，电极丝不直接与工件接触，仅在切割位置对接近或接触的蚀除屑进行去除，从而达到探入切割位置深处吸附蚀除屑并带出极间切割位置的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例1的电极丝的截面示意图；

图2为本申请实施例2的电火花切割装置的结构示意图；

图3为本申请实施例3的电火花切割装置的结构示意图。

其中：1、上导轮，2、电极丝，3、软质刮刷，4、下导轮，5、工件，6、蚀除屑，7、充磁机构，8、机架，9、卷丝筒，201、内芯，202、外敷层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术中所介绍的，现有技术电火花线切割加工大宽度或者大深度的工件时，工件蚀除屑不易被排除极间，从而导致极间放电状态较差，电火花线切割加工效率低下，并且极间存在大量蚀除屑还会导致加工精度降低；通常电火花线切割加工采用高压冲液来将极间蚀除屑排除，但是当加工大宽度或者大深度的工件时，液流难以触及到较深处的蚀除屑，导致高压冲液效果并不好，无法有效改善线切割的极间放电状态，针对上述技术问题，本申请提出了一种线切割结构、方法及电火花线切割装置。

需要指出的是，本申请所实现的磁化后的电极丝吸附线切割产生的蚀除屑是铁磁性的，因此本申请所针对切割的工件为铁磁性材料的工件，对于其他非铁磁性的工件产生的非铁磁性蚀除屑是无法被磁性所吸引的，因此，不属于本申请所能加工的工件。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出了一种线切割结构。

包括电极丝和充磁机构，电极丝对铁磁性材料的工件进行电火花线切割加工，所述充磁机构对电极丝充磁使电极丝磁化，磁化后的电极丝用于吸附线切割产生的铁磁性蚀除屑并将其带离切割位置。

如图1所示，所述电极丝包括内芯201和外敷层202，所述外敷层包覆在内芯的外圆周面上，所述的充磁机构对电极丝的内芯充磁。

当然，可以理解的是，所述的电极丝在传动过程中需要承受一定的拉力，因此，电极丝应当具有一定的抗拉强度，在本实施例中，选用高强度的钢丝，既能够提供一定的抗拉强度，又能够在充磁机构的磁场下被磁化，从而能够提高电极丝的工作性能，将极间的蚀除屑吸附带出；对于外敷层，在本实施例中，选用黄铜或锌，采用此类材质能够盖上切割加工过程中的冲刷性性能，起到改善放电通道内洗涤、排屑性能的效果；为了适配不同的厚度以及不同碳含量的铁磁性材料，能够根据所需对电极丝的材料进行适当改变，只要能够满足内芯能够被磁化，吸附切割位置处的蚀除屑并排出的目的即可。

通过对电极丝磁化，减少了磁化部分的体积，从而避免了对铁磁性工件的影响，电极丝不直接与工件接触，仅在切割位置对接近或接触的蚀除屑进行去除，从而达到探入切割位置深处吸附蚀除屑并带出极间切割位置的效果。

进一步的，电极丝还能够根据所切割工件的厚度、成分比例、材料性能改变其直径，在本实施例中，所述的电极丝的直径范围为：0.03mm-0.3mm，电极丝外敷层的厚度范围为：0.01mm-0.03mm，根据需要，选择适合的直径和厚度值能够满足正常的电火花线切割加工即可；

内芯须为铁磁性材料，比如钢琴丝、高强度细钢丝等等，外覆层为易汽化金属材料，如锌，黄铜。

本申请对于电极丝的充磁机构的类型、充磁方式并不限制，只要能够实现对电极丝需求部分的磁化即可，比如采用现有的充磁机将电极丝的钢丝内芯磁化，使钢丝内芯带有磁性，能够吸附极间切割位置的铁磁性蚀除屑。

优选的，所述的充磁机构位于电极丝切割工作位置的上方和/或下方，用于将切割位置对应的部分电极丝磁化；

通过仅对切割位置对应的部分电极丝磁化，或在将切割位置对应的工作部分的电极丝磁化且充磁机构不与其他元件发生干涉的情况下，尽可能的将电极丝磁化的部分减少，从而使工作位置精准定位，减少充磁装置的能量消耗，便于离开极间切割位置蚀除屑的从电极丝上的去除，避免了充磁后的电极丝与其他元件发生非正常干涉，从而进一步提高了线切割结构的工作效率。

进一步的，在电极丝运动的路径上设有清理机构，用于清理切割位置外电极丝上吸附的蚀除屑；

将电极丝上吸附的蚀除屑刮掉，防止进入其他元件内部引起干扰，并且能够保证闭环的电极线进入极间切割位置的均为未附着蚀除屑的电极丝，提高在极间切割位置的蚀除屑吸附效率。

实施例2

本发明的另一典型实施例中，如图2和图3所示，提供一种利用实施例1中线切割结构的电火花线切割装置。

包括机架，所述机架8上安装有如上所述的线切割机构，所述机架上设有导轮，所述线切割结构的电极丝与导轮配合，电极丝绕过导轮被卷丝筒9驱动，导轮用于带动电极丝与待切割工件产生沿电极丝轴向的相对运动；为了方便充磁机构的布置，并且不对电极丝的工作位置产生磁力干扰，充磁机构位于前导轮的左侧的机架上，所述线切割结构的清理机构安装在机架上，用于清理电极丝上吸附的蚀除屑，并用于隔离蚀除屑和导轮。

结合附图2和3，对该电火花线切割装置的工作过程进一步描述如下：

通过充磁机构7对电火花线切割极间切割位置对应的电极丝2部分进行充磁；

采用磁化后的电极丝在相应驱动电机的带动下，沿上导轮1和下导轮4约束的位置对工件5进行电火花线切割加工；

电火花线切割加工过程中产生的铁磁性蚀除屑6被电极丝所吸附，并随电极丝的进给带离极间切割位置，向下导轮方向移动；

清理机构为软质刮刷3，软质刮刷设置在工件和下导轮之间，清理其间电极丝上附着的蚀除屑，使蚀除屑受到清理机构的阻挡，无法进入导轮，并使进入极间切割位置的电极丝外表面无蚀除屑。

电极丝所带有的磁力能够将电火花线切割加工过程中的铁磁性蚀除屑吸附于电极丝上，并随着电极丝的运动被带离极间，减少极间的蚀除屑的数量和分布面积，从而可以改善极间放电状态，提高电火花线切割加工效率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。