一种高精度数控线切割机床的制作方法

1.本发明属于线切割加工技术领域，具体为一种高精度数控线切割机床。


背景技术：

2.电火花线切割加工简称“线切割”。它是采用电极丝(钼丝、钨钼丝等)作为工具电极，在脉冲电源的作用下，工具电极和加工工件之间形成火花放电，火花通道瞬间产生大量的热，使工件表面熔化甚至汽化。线切割机床通过xy托板和uv托板的运动，使电极丝沿着与预定的轨迹运动，从而达到加工工件的目的,由于线切割机床不再使用传统的车刀进行车削作业，导致其可加工一些特殊的工件，所以在一些特殊加工场合的得到了广泛的应用。
3.在线切割机床中采用电极丝代替了传统的车刀已到达切割的目的，所以电极丝是线切割机床中的重要组成部件，在整个线切割过程中主要依靠钼丝和脉冲电源的作用来实现切割操作，为了保持切割线平整一般来说电极丝在切割过程中必须保持垂直状态，由此导致每次线切割工作前均需要对电极丝进行调整使其保持垂直，并使用外部垂直度检测装置对其进行检测后方可进行工作，若在切割过程中垂直度发生变化，则会造成切割精度的下降，工作前的准备周期较长，无法做到快速垂直度调整以及垂直度监测的功能。
4.在线切割加工过程中，由于使用电极丝进行加工，即使钼丝较为坚韧，且一般依靠脉冲电流实现切割过程，但钼丝在加工过程中仍会出现磨损现象，在使用一段时间后就会因为钼丝表面磨损造成钼丝变细，此时继续进行加工时，会因为钼丝整体直径变细进而造成钼丝出现松动现象，当钼丝尚未断裂时，需要人工进行停机后对钼丝的松紧程度进行调整，使用便利性较差，容易对加工效率造成一定的影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高精度数控线切割机床，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度数控线切割机床，包括机架，所述机架的顶端固定安装有防护框，所述防护框的后端活动安装有安装座，所述安装座的顶端固定安装有供液系统，所述供液系统的底端固定安装有安装架，所述安装座的正面安装有位于供液系统下方的走丝机构，所述走丝机构的输出端安装有钼丝线，所述安装架侧面的顶端固定安装有绕卷组件，所述安装架的底端固定安装有位于绕卷组件下方的底板，所述底板顶端的中部开设有通槽，所述钼丝线的底端贯穿通槽的中部，所述钼丝线的外侧面设有位于底板上方的垂直度限位组件，所述防护框的内部固定安装有位于底板正下方的工作台。
7.作为本发明进一步的技术方案，所述机架位于防护框底端的四角位置上，所述防护框内侧面的中部开设有卡槽，所述卡槽的内部活动卡接有位于底板下方的底部活动块，所述钼丝线的另一端与底部活动块之间相连接。
8.在使用前，需通过装置的控制装置输入对应的图纸，以及程序使得装置按照程序
进行运行，同时需通过专用夹具将需要加工的工件固定在工作台的上方，同时走丝机构可放出钼丝线实现走丝，同时钼丝线底端的底部活动块可在供液系统的带动下左右位移，此时底部活动块即可相对卡槽进行位移，并开启对应的脉冲装置，即可对位于工作台上方的工件进行线切割加工。
9.作为本发明进一步的技术方案，所述安装架侧面靠近底端的位置上开设有限位槽，所述垂直度限位组件包括固定架，所述固定架与安装架的侧面固定连接且固定架位于限位槽的左侧，所述固定架的内侧面固定安装有调节管，所述调节管通过固定架与安装架之间相互固定。
10.作为本发明进一步的技术方案，所述调节管的内部活动套接有活塞板，所述活塞板的左端固定安装有位于调节管内部的复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与调节管内腔的一侧固定连接，所述调节管靠近右侧的顶端开设有进液阀，所述调节管靠近右侧的底端开设有排液阀，所述进液阀的顶端通过连通管与供液系统之间固定连通。
11.作为本发明进一步的技术方案，所述进液阀和排液阀对称设置，所述进液阀和排液阀内部均安装有单向阀且阀门的方向分别为向内导通和向外截止以及向外导通和向内截止，所述活塞板远离复位弹簧的一端固定安装有延长座，所述延长座的右端贯穿调节管的右端。
12.作为本发明进一步的技术方案，所述延长座右侧的前后两端均通过转轴活动安装有连杆，所述连杆的另一端也均通过转轴活动连接有滑块，所述滑块的数量为两个且均与限位槽之间活动卡接，所述滑块远离连杆的一端均固定连连接有延长杆。
13.作为本发明进一步的技术方案，所述延长杆远离滑块的一端均固定连接有限位盘，所述限位盘的数量为两个且分别位于钼丝线的左右两侧，两个所述限位盘的顶端均固定安装有激光测距仪，两个所述限位盘相对靠近的一端均开设有半圆形通槽。
14.在线切割加工前，需对钼丝线的垂直度进行调整，此时通过供液系统即可放出冷却水，并通过进液阀进入调节管的内部，此时关闭排液阀的阀门，冷却水在进入调节管内部后仅能向左侧进行位移，并对活塞板的右端施加压力，此时活塞板左端的复位弹簧随之被压缩，并带动活塞板以及延长座向左侧位移，由于延长座的一端连接有连杆且连杆与滑块相连接，同时滑块仅能相对限位槽位移，导致当延长座向左侧位移时，此时两个连杆随即发生偏转，两个连杆之间的夹角变小，并进一步带动两个滑块相对限位槽位移，此时两个滑块即可相对靠近，同时带动延长杆以及限位盘的相对靠近，当两个限位盘相互靠近的一端相互接触时此时两个半圆形通槽随即合成一个圆形通槽，并对钼丝线进行限位，使其保持垂直状态，完成垂直度调整，同时两个激光测距仪同步启动对激光测距仪与钼丝线之间的间距进行测量，若两个延长杆的数值不同时则指示钼丝线发生倾斜，实现钼丝线的垂直度自动监测过程。
15.通过对线切割过程中冷却水的利用将冷却水的流动转变为压力，并通过活塞板位置的变化实现两个限位盘的位置变化，实现对钼丝线的垂直度调节，使其在线加工操作前只需打开进液阀的阀门即可实现钼丝线的垂直度调整，同时利用对称设计的激光测距仪以及与钼丝线之间距离相等的原理，利用二者之间的差值变化实现垂直度的监测，避免传统装置在加工前需耗费较长时间进行垂直度调整以及缺乏垂直度监测的问题，有效降低了工作时的准备时间，以及具备一定的预警能力。
16.作为本发明进一步的技术方案，所述绕卷组件包括蓄液罐，所述蓄液罐的正面开设有注液口，所述注液口与供液系统之间相连通，所述蓄液罐与安装架的侧面固定连接，所述蓄液罐的底端固定连通有动力罐，所述动力罐的底端固定连通有排水口，所述动力罐的内部活动安装有主轴，所述主轴的外侧面固定安装有位于动力罐内部的叶轮。
17.作为本发明进一步的技术方案，所述主轴的左右两端均固定连接有第一传动轴，所述绕卷组件还包括绕卷辊，所述钼丝线绕卷在绕卷辊的外侧面，所述绕卷辊的另一端与安装架之间活动连接。
18.作为本发明进一步的技术方案，所述第一传动轴的外侧面活动套接有皮带，所述皮带的另一端活动套接有第二传动轴，所述第二传动轴的数量为两个且分别与绕卷辊的左右两侧固定连接。
19.随着线切割加工的正常进行，钼丝线出现一定的磨损，此时钼丝线的直径变小，钼丝线整体出现一定的松动现象，但在实际加工过程中，位于绕卷组件内部的冷却水可进入下方的动力罐内部，并通过底端的排水口排出对钼丝线进行持续冷却，同时当冷却水进入动力罐内部时可对叶轮进行冲击并带动叶轮转动，此时主轴随之旋转并带动其外侧面的第一传动轴转动，且第一传动轴通过皮带带动第二传动轴旋转，此时绕卷辊随之发生旋转对位于绕卷辊外侧面的钼丝线进行绕卷操作，直至绕卷辊无法转动，即可保持钼丝线的松紧状态，避免其出现松动现象。
20.通过对线切割所使用的冷却水进行再次利用，将流动的冷却水转变为旋转的动力，并通过皮带的转动最终带动绕卷辊的旋转进而对钼丝线进行持续绕卷使其始终保持紧绷状态，在加工时只需要水泵持续开启即冷却水的持续输出即可实现绕卷辊具有旋转的运动趋势，保持钼丝线的松紧状态，避免传统装置在加工一段时间后由于电极丝的磨损所导致的电极丝出现松动的问题，避免出现松动时进行停机调整的问题，有效减少了加工过程中的维护次数，进而提高加工效率。
21.本发明的有益效果如下：
22.1、本发明通过对线切割过程中冷却水的利用将冷却水的流动转变为压力，并通过活塞板位置的变化实现两个限位盘的位置变化，实现对钼丝线的垂直度调节，使其在线加工操作前只需打开进液阀的阀门即可实现钼丝线的垂直度调整，同时利用对称设计的激光测距仪以及与钼丝线之间距离相等的原理，利用二者之间的差值变化实现垂直度的监测，避免传统装置在加工前需耗费较长时间进行垂直度调整以及缺乏垂直度监测的问题，有效降低了工作时的准备时间，以及具备一定的预警能力。
23.2、本发明通过对线切割所使用的冷却水进行再次利用，将流动的冷却水转变为旋转的动力，并通过皮带的转动最终带动绕卷辊的旋转进而对钼丝线进行持续绕卷使其始终保持紧绷状态，在加工时只需要水泵持续开启即冷却水的持续输出即可实现绕卷辊具有旋转的运动趋势，保持钼丝线的松紧状态，避免传统装置在加工一段时间后由于电极丝的磨损所导致的电极丝出现松动的问题，避免出现松动时进行停机调整的问题，有效减少了加工过程中的维护次数，进而提高加工效率。
附图说明
24.图1为本发明整体结构的示意图；
25.图2为本发明防护框结构的分解示意图；
26.图3为本发明供液机构底端结构的示意图；
27.图4为本发明安装架和绕卷组件以及垂直度限位组件结构的配合示意图；
28.图5为本发明绕卷组件结构的单独示意图；
29.图6为本发明绕卷组件内部结构的剖视图；
30.图7为本发明安装架和垂直度限位组件结构的配合示意图；
31.图8为本发明垂直度限位组件结构的单独示意图。
32.图中：1、机架；2、防护框；3、安装座；4、走丝机构；5、供液系统；6、卡槽；7、底部活动块；8、工作台；9、安装架；10、底板；11、通槽；12、钼丝线；13、绕卷组件；131、蓄液罐；132、注液口；133、动力罐；134、排水口；135、叶轮；136、主轴；137、第一传动轴；138、第二传动轴；139、皮带；1310、绕卷辊；14、限位槽；15、垂直度限位组件；151、固定架；152、调节管；153、复位弹簧；154、活塞板；155、延长座；156、进液阀；157、排液阀；158、连杆；159、滑块；1510、延长杆；1511、限位盘；1512、激光测距仪。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.如图1至图4所示，本发明实施例中，一种高精度数控线切割机床，包括机架1，机架1的顶端固定安装有防护框2，防护框2的后端活动安装有安装座3，安装座3的顶端固定安装有供液系统5，供液系统5的底端固定安装有安装架9，安装座3的正面安装有位于供液系统5下方的走丝机构4，走丝机构4的输出端安装有钼丝线12，安装架9侧面的顶端固定安装有绕卷组件13，安装架9的底端固定安装有位于绕卷组件13下方的底板10，底板10顶端的中部开设有通槽11，钼丝线12的底端贯穿通槽11的中部，钼丝线12的外侧面设有位于底板10上方的垂直度限位组件15，防护框2的内部固定安装有位于底板10正下方的工作台8，机架1位于防护框2底端的四角位置上，防护框2内侧面的中部开设有卡槽6，卡槽6的内部活动卡接有位于底板10下方的底部活动块7，钼丝线12的另一端与底部活动块7之间相连接。
35.在使用前，需通过装置的控制装置输入对应的图纸，以及程序使得装置按照程序进行运行，同时需通过专用夹具将需要加工的工件固定在工作台8的上方，同时走丝机构4可放出钼丝线12实现走丝，同时钼丝线12底端的底部活动块7可在供液系统5的带动下左右位移，此时底部活动块7即可相对卡槽6进行位移，并开启对应的脉冲装置，即可对位于工作台8上方的工件进行线切割加工。
36.冷却液的压力大小由供液系统5内部所设置的比例阀进行控制，本装置采用中压冷却方式进行控制，其中冷却液的压强范围随加工强度进行变化，并使用比例阀进行适应性调整，冷却液压强范围控制在30bar至70bar之间。
37.如图4和图7以及图8所示，安装架9侧面靠近底端的位置上开设有限位槽14，垂直度限位组件15包括固定架151，固定架151与安装架9的侧面固定连接且固定架151位于限位槽14的左侧，固定架151的内侧面固定安装有调节管152，调节管152通过固定架151与安装
架9之间相互固定，调节管152的内部活动套接有活塞板154，活塞板154的左端固定安装有位于调节管152内部的复位弹簧153，复位弹簧153的另一端与调节管152内腔的一侧固定连接，调节管152靠近右侧的顶端开设有进液阀156，调节管152靠近右侧的底端开设有排液阀157，进液阀156的顶端通过连通管与供液系统5之间固定连通，进液阀156和排液阀157对称设置，进液阀156和排液阀157内部均安装有单向阀且阀门的方向分别为向内导通和向外截止以及向外导通和向内截止，活塞板154远离复位弹簧153的一端固定安装有延长座155，延长座155的右端贯穿调节管152的右端，延长座155右侧的前后两端均通过转轴活动安装有连杆158，连杆158的另一端也均通过转轴活动连接有滑块159，滑块159的数量为两个且均与限位槽14之间活动卡接，滑块159远离连杆158的一端均固定连连接有延长杆1510，延长杆1510远离滑块159的一端均固定连接有限位盘1511，限位盘1511的数量为两个且分别位于钼丝线12的左右两侧，两个限位盘1511的顶端均固定安装有激光测距仪1512，两个限位盘1511相对靠近的一端均开设有半圆形通槽。
38.第一实施例：
39.在线切割加工前，需对钼丝线12的垂直度进行调整，此时通过供液系统5即可放出冷却水，并通过进液阀156进入调节管152的内部，此时关闭排液阀157的阀门，冷却水在进入调节管152内部后仅能向左侧进行位移，并对活塞板154的右端施加压力，此时活塞板154左端的复位弹簧153随之被压缩，并带动活塞板154以及延长座155向左侧位移，由于延长座155的一端连接有连杆158且连杆158与滑块159相连接，同时滑块159仅能相对限位槽14位移，导致当延长座155向左侧位移时，此时两个连杆158随即发生偏转，两个连杆158之间的夹角变小，并进一步带动两个滑块159相对限位槽14位移，此时两个滑块159即可相对靠近，同时带动延长杆1510以及限位盘1511的相对靠近，当两个限位盘1511相互靠近的一端相互接触时此时两个半圆形通槽随即合成一个圆形通槽，并对钼丝线12进行限位，使其保持垂直状态，完成垂直度调整，同时两个激光测距仪1512同步启动对激光测距仪1512与钼丝线12之间的间距进行测量，若两个延长杆1510的数值不同时则指示钼丝线12发生倾斜，实现钼丝线12的垂直度自动监测过程。
40.通过对线切割过程中冷却水的利用将冷却水的流动转变为压力，并通过活塞板154位置的变化实现两个限位盘1511的位置变化，实现对钼丝线12的垂直度调节，使其在线加工操作前只需打开进液阀156的阀门即可实现钼丝线12的垂直度调整，同时利用对称设计的激光测距仪1512以及与钼丝线12之间距离相等的原理，利用二者之间的差值变化实现垂直度的监测，避免传统装置在加工前需耗费较长时间进行垂直度调整以及缺乏垂直度监测的问题，有效降低了工作时的准备时间，以及具备一定的预警能力。
41.如图4和图5以及图6所示绕卷组件13包括蓄液罐131，蓄液罐131的正面开设有注液口132，注液口132与供液系统5之间相连通，蓄液罐131与安装架9的侧面固定连接，蓄液罐131的底端固定连通有动力罐133，动力罐133的底端固定连通有排水口134，动力罐133的内部活动安装有主轴136，主轴136的外侧面固定安装有位于动力罐133内部的叶轮135，主轴136的左右两端均固定连接有第一传动轴137，绕卷组件13还包括绕卷辊1310，钼丝线12绕卷在绕卷辊1310的外侧面，绕卷辊1310的另一端与安装架9之间活动连接，第一传动轴137的外侧面活动套接有皮带139，皮带139的另一端活动套接有第二传动轴138，第二传动轴138的数量为两个且分别与绕卷辊1310的左右两侧固定连接。
42.第二实施例：
43.随着线切割加工的正常进行，钼丝线12出现一定的磨损，此时钼丝线12的直径变小，钼丝线12整体出现一定的松动现象，但在实际加工过程中，位于绕卷组件13内部的冷却水可进入下方的动力罐133内部，并通过底端的排水口134排出对钼丝线12进行持续冷却，同时当冷却水进入动力罐133内部时可对叶轮135进行冲击并带动叶轮135转动，此时主轴136随之旋转并带动其外侧面的第一传动轴137转动，且第一传动轴137通过皮带139带动第二传动轴138旋转，此时绕卷辊1310随之发生旋转对位于绕卷辊1310外侧面的钼丝线12进行绕卷操作，直至绕卷辊1310无法转动，即可保持钼丝线12的松紧状态，避免其出现松动现象。
44.其中钼丝线的拉紧力大小在线切割机床加工前，需利用走丝机构4保持钼丝线的拉紧力大小可以维持钼丝线始终处于绷紧状态，而在钼丝线出现磨损，并使用绕卷辊1310对其进行绕卷后，此时钼丝线的拉紧力大小仍然保持可使钼丝线处于绷紧状态。
45.其中叶轮135的转速与冷却液的流速相关，其中冷却液的流速由比例阀控制，当冷却液流速较慢时叶轮135转速较慢，即叶轮135转速与冷却液流速成正比，而叶轮135扭矩与叶轮135转速正反比，即叶轮135转动越快扭矩值越小，反之越大，叶轮扭矩值范围为6nm-8nm，即最大扭矩值大小为8nm，最小扭矩值大小为6nm。
46.通过对线切割所使用的冷却水进行再次利用，将流动的冷却水转变为旋转的动力，并通过皮带139的转动最终带动绕卷辊1310的旋转进而对钼丝线12进行持续绕卷使其始终保持紧绷状态，在加工时只需要水泵持续开启即冷却水的持续输出即可实现绕卷辊1310具有旋转的运动趋势，保持钼丝线12的松紧状态，避免传统装置在加工一段时间后由于电极丝的磨损所导致的电极丝出现松动的问题，避免出现松动时进行停机调整的问题，有效减少了加工过程中的维护次数，进而提高加工效率。
47.工作原理及使用流程：
48.使用前，需通过装置的控制装置输入对应的图纸，以及程序使得装置按照程序进行运行，同时需通过专用夹具将需要加工的工件固定在工作台8的上方，同时走丝机构4可放出钼丝线12实现走丝，同时钼丝线12底端的底部活动块7可在供液系统5的带动下左右位移，此时底部活动块7即可相对卡槽6进行位移，并开启对应的脉冲装置，即可对位于工作台8上方的工件进行线切割加工；
49.在线切割加工前，需对钼丝线12的垂直度进行调整，此时通过供液系统5即可放出冷却水，并通过进液阀156进入调节管152的内部，此时关闭排液阀157的阀门，冷却水在进入调节管152内部后仅能向左侧进行位移，并对活塞板154的右端施加压力，此时活塞板154左端的复位弹簧153随之被压缩，并带动活塞板154以及延长座155向左侧位移，由于延长座155的一端连接有连杆158且连杆158与滑块159相连接，同时滑块159仅能相对限位槽14位移，导致当延长座155向左侧位移时，此时两个连杆158随即发生偏转，两个连杆158之间的夹角变小，并进一步带动两个滑块159相对限位槽14位移，此时两个滑块159即可相对靠近，同时带动延长杆1510以及限位盘1511的相对靠近，当两个限位盘1511相互靠近的一端相互接触时此时两个半圆形通槽随即合成一个圆形通槽，并对钼丝线12进行限位，使其保持垂直状态，完成垂直度调整，同时两个激光测距仪1512同步启动对激光测距仪1512与钼丝线12之间的间距进行测量，若两个延长杆1510的数值不同时则指示钼丝线12发生倾斜，实现
钼丝线12的垂直度自动监测过程；
50.随着线切割加工的正常进行，钼丝线12出现一定的磨损，此时钼丝线12的直径变小，钼丝线12整体出现一定的松动现象，但在实际加工过程中，位于绕卷组件13内部的冷却水可进入下方的动力罐133内部，并通过底端的排水口134排出对钼丝线12进行持续冷却，同时当冷却水进入动力罐133内部时可对叶轮135进行冲击并带动叶轮135转动，此时主轴136随之旋转并带动其外侧面的第一传动轴137转动，且第一传动轴137通过皮带139带动第二传动轴138旋转，此时绕卷辊1310随之发生旋转对位于绕卷辊1310外侧面的钼丝线12进行绕卷操作，直至绕卷辊1310无法转动，即可保持钼丝线12的松紧状态，避免其出现松动现象。
51.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
52.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。