专利名称：快走丝电火花切割机超大锥度丝架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可兼用于放电加工和电化学加工的线切割设备。
目前线切割机床分为两大类，一类是慢走丝线切割机床系统；一类是快走丝线切割机床系统，两者各有优劣，但就实现斜度切割而言，则以慢走丝系统易于实现，而快走丝系统在这方面长期以来未取得满意结果，特别是大斜度或锥度的精密切割(≥5°)更是难以实现。现有的丝架结构如附
图1所示，机床本身具有四座标联动动能，工作台(8)和夹具(2)带动工作(1)在x，y平面上运动，小十字滑台(5)带动上导轮架(30)在u、v方向作直线运动，下导轮架(29)固定不动，四个运动均是由步进电机(13)经一对齿轮(12)减速后带动丝杆螺母机构(11)实现直线微进给，保持块(6)可确定数字控制系统软件的原始座标原点(即O点)，该O点就是电极丝(7)作圆锥运动时的圆锥顶点座标，O点也是控制系统设计及加工编程的基准点，如果O点出现偏移或误差，则不能切割精度高的圆锥形工件。现有技术电火花切割机丝架有如下缺点例如保持块(6)由硬质合金或人造宝石制成，但在高速运转的电积丝(7)的作用下会很快摩耗，使原始座标原点O发生变化，从而加工件精度降低；又例如，上丝轮架(30)在u、v向的运动为直线运动，当转化为电极丝的角度运动时，其关系为非线性，从而使控制系统的软硬件设计得相当复杂，而且，非线性补偿参数也无法补偿导轮(9)(10)磨损后直径的变化，因此加工精度降低，此外，所加工的锥度不能太大，当u向运动行程太大时，如附图2所示，极丝(7)将滑出导轮槽，所以加工锥度只能在±5°之内。
本实用新型的目的在于改进丝架结构，以便使线切割机能加工具有超大锥度的工件以及提高工件的加工精度。
本实用新型的目的是这样达到的改进现有丝架的结构，取消保持块，使用连杆机构和补偿组件以及在步进电机上增设角度微给进机构，从而本实用新型的目的就完全达到了。
以下按照附图对本实用新型超大锥度丝架进行详细说明附
图1是现有丝架结构的示意图；附图2是u向运动行程过大时丝极欲脱出导轮槽的示意图；附图3是连杆机构示意图；附图4是曲杆GO1H剖面图，附图5是连杆机构原理图；附图6是补偿组件示意图；附图7是角度微进给机构示意图。
参照附图3、4和5，丝架由曲杆(14)和(15)、上导轮架(3)、下导轮架(4)所组成的连杆机构、补偿组件(16)、上导轮(9)、下导轮(10)、中心杆Q和Y向轴P组成。曲杆(14)和(15)分别在中心杆Q中心线上的O1和O2处绞接，GO1＝O1H＝CO2＝O2D，∠GO1H＝∠CO2D，上导轮(9)和下导轮(10)分别安装在上导轮架(3)的E点和下导轮架的F点，使CE＝DF，二个导轮的直径相同。电极丝(7)与导轮(9)和下导轮(10)的切点分别为E′和F′，Y向轴P与曲杆(14)或曲杆(15)联接，并满足Y向轴P的回转中心与中心杆Q的回转中心垂直相交。O1O2必须在中中杆Q的回转中心线上，O1O2的延长线与E′F′的连线相交于O3这时必须满足∠GO1H＝∠CO2D＝∠EOF的条件，角度进给装置(27)带动中心杆Q在YZ平面内转动，角度进给装置(28)带动Y向轴在XZ平面内转动(见附图5)。当中心杆Q在YZ平面内转动时，E′F′以O为中心线性地对应转动；当Y向轴在XZ平面内转动时，连杆机构形成如附图5那样的形状，虚线所表示的是当连杆机构在另一位置时的情况。E′F′的轨迹是在XZ平面内以O为中心的线性对应转动，P轴也随Q轴转动。当中心轴P在XZ平面内转动时，G、H两点的轨迹是一个圆f；C、D两点的轨迹是一个圆g和E、F两点的轨迹也是一个圆h，三个轨迹圆的直径相等，其圆心O1、O2、O在一直线上。如果满足∠GO1H＝∠CO2D＝∠EOF，则以E、F为中心的两导轮的切线E′F′，也即电极丝(7)始终通过O点，根据这个条件，随着中心杆Q与Y向轴P的转动，E′F′在空间形成以O为顶点的对顶同心圆锥。由于O点不受现有技术中保持块的约束，所以没有误差；由于上导轮(9)和下导轮(10)可同时在YZ平面内转动，所以两导轮始终共面，不会产生电极丝(7)脱离导轮槽的现象，因此加工锥度不受限制。
当连杆机构使用一段时间以后，两导轮(9)(10)被磨损，直径变小，这时E′F′与O1O2的延长线的交战O将发生变化，即∠EOF大于∠GO1H和∠EOF大于∠CO2D，从而导致机床的加工精度降低。为克服这个缺点，在导轮架(3)和(4)之间增加一个补偿组件(16)。如附图6所示。本设计连杆机构中在未加补偿组件(16)时，曲杆(14)和(15)分别是整件的曲杆，只是分别在O1和O2处与中心杆Q绞接，以维持整个连杆机构的协同运转；增加补偿组件(16)之后，曲杆(14)可平分为杆14a和14b，GO1＝HO1并在O1处绞接；曲杆(15)可平分为杆(15)a和(15)b，CO2＝O2D，并在O2处绞接，补偿组件(16)两端可联接在上导轮架(3)和下导轮架(4)的任意对应处，如附图3所示那样，补偿组件(16)分别在上导轮(3)的J与下导轮(4)的K处联接，Y向轴P可同心于O1或O2并与四个杆件((14)a、(14)b、(15)a、(15)b)之一联接，用与P轴连接的角度进给装置(28)驱动连杆机构在XZ平面内运动，同时，Y向轴P又随中心杆Q一起在ZY面内转动。补偿组件(16)由杆(17)和杆(18)，双螺纹螺母(19)，弹簧(20)和刻度盘(21)组成，杆(17)和杆(18)的一端分别接在上导轮架(3)与下导轮架(4)的对应处，杆(17)和(18)只能轴向位移，并且有自己的螺距，二者螺距之差很小，从而可对补偿组件(16)进行微调，杆(17)和(18)的螺纹旋向相同，旋动双螺纹螺母(19)可使补偿组件(16)的长度L发生微位移，从而使附图5中的∠GO1H＝∠GO2D＝∠EOF，以致在导轮被磨损后，仍可通过调整补偿组件来维持O点不动，把加工精度保持在高水平，弹簧(20)可消去螺距空程，刻度盘(21)上的刻度指示L的位置。
为了使步进电机的步矩角线性地转化为整个丝架的角度变化，在步进电机M上增设了角度微进给机构，该机构由减速齿轮装置(26)，丝杆螺母机构(22)、钢带(23)、轮(24)和拉簧(25)组成，钢带(23)和拉簧(25)的一端分别固定在轮(24)上，钢带(23)的另一端同丝杠螺母机构(22)的螺母固定。步进电机M的输出经减速齿轮装置(26)减速后，带动丝杠螺母机构(22)中的丝杠转动，其中的螺母带动钢带(23)作直线微进给，在拉簧(25)的协同作用下，轮(24)绕其中心作角度微摆动，步进电机M的步距角与轮(24)的摆动角呈线性关系，拉簧(25)能够克服电极丝的张紧力。这样一来使控制系统的软硬件设计简化，因为角度微进给机构消除了非线性误差补偿参数的缘故。
通过以上的技术措施本实用新型线切割机丝架可加工超大锥度的工件，其锥度可设计达90°；步进电机的步距角可线性地转化为整个机构的角度变化，给数字控制系统的设计带来很大方便，没有补偿累积误差存在，从而使控制系统简化，导轮磨损后可机械补偿，使用简易的测量装置即可修正误差值，方便可靠，原始坐标原点不受影响。因此机床精度高且稳定性好。
权利要求1.快走丝电火花切割机丝架，具有上导轮架、下导轮架、上导轮、下导轮、步进电机及进给系统，其特征在于所说的上导轮架(3)，和下导轮架(4)是连杆机构，补偿组件(16)两端分别连接在上导轮架(3)和下导轮架(4)的任意对应处，进给系统是角度微进给机构，所说的连杆机构由杆(14a)、(14b)和(15a)、(15b)、上导轮架(3)、下导轮架(4)，上导轮(9)、下导轮(10)、补偿组件(16)、中心杆Q、Y向轴P组成，杆(14a)、(14b)和(15a)、(15b)分别在中心杆Q中心线上的O1和O2处绞接，补偿组件(16)两端分别联接在上导转架(3)和下导轮架(4)的任意对应处，Y向轴P可同心于O1或O2并与四个杆件(14a)、(14b)、(15a)或(15b)之一联接，Y向轴P的回转中心与中心杆Q的回转中心垂直相交、上导轮(9)和下导轮(10)分别在上导轮架(3)的E点和下导轮架(4)的F点安装，使GO1=O1H=CO2=O2D、GC=HD、CE=DF、O1O2的延长线与电极丝(7)在上导轮(9)上的切点E′和下导轮(10)上的切点F′的联线E′F′相交于O，使∠GO1H=∠CO2D∠EOF。
2.按照权利要求1所说的丝架，其特征在于所说的补偿组件(16)由杆(17)和(18)、双螺纹螺母(19)、弹簧(20)和刻度盘(21)组成，杆(17)和(18)只能轴向位移，并分别具有各自的螺距，两螺距相差很小，螺纹旋向相同，杆(17)和(18)由双螺纹螺母(19)联接，在其中设有弹簧(20)，在刻度盘(21)上刻有刻度。
3.渐顾权利要求1或2所说的丝架，其特征在于，所说的角度微进给机构由减速齿轮装置(26)、丝杆螺母机构(22)、钢带(23)、轮(26)和拉簧(25)组成，钢带(23)和拉簧的一端分离固定于轮(24)上，钢带(23)的另一端同丝杠螺母机构(22)的螺母固定，减速齿轮装置(26)与步进电机M相接，弹簧(25)的另一端固定于机件上。
专利摘要本实用新型快走丝电火花切割机丝架涉及可兼用于放电加工和电化学加工的线切割设备。本设计丝架具有上、下导轮、上、下导轮架、进给系统，其特征在于将上、下导轮架作成连杆机构，将进给系统作成角度微进给机构，并在所说的连杆机构上增加补偿组件。通过以上改进，使本设计切割机丝架能加工超大锥度的工件，其锥度可达90°，步进电机的步距角可线性地转化为整个机构的角度变化，没有补偿累计误差存在，控制系统简化，能补偿导轮磨损，机床精度高且稳定性好。
文档编号B23H7/02GK2048803SQ89201820
公开日1989年12月6日 申请日期1989年2月22日 优先权日1989年2月22日
发明者傅连忠 申请人:傅连忠