專利名稱：傾斜切割的線切割工具及由其加工的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種線切割工具及由其加工形成的模具，特別涉及一種基于斜割法完成套割的線切割工具，以及由該工具加工形成的模具。
背景技術(shù)：
電火花線切割簡稱線切割。它是在電火花穿孔、成形加工的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它不僅使電火花加工的應(yīng)用得到了發(fā)展，而且某些方面已取代了電火花穿孔、成形加工。如今，線切割機床已占電火花機床的大半。配合參見圖I、圖2所示，現(xiàn)有的線切割工具設(shè)置有一個機床105，繞在運絲筒104上的電極絲101沿運絲筒104的回轉(zhuǎn)方向以一定的速度移動，裝在機床105工作臺上的板·材103根據(jù)工作臺的預(yù)定控制軌跡相對于電極絲101做成型運動。脈沖電源106的一極接板材，另一極接電極絲101 ;在板材103與電極絲101之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液，電極之間的火花放電蝕出一定的縫隙，連續(xù)不斷的脈沖放電就在板材103上切出了所需的形狀和尺寸。一般，線切割使用的電極絲101是直徑O. 2mm的鑰絲，并且具體實現(xiàn)切割作業(yè)的那一段鑰絲與板材103是相互垂直的(見圖I)。以一個板材的具體結(jié)構(gòu)及加工尺寸為例，假設(shè)我們最終需要加工形成一個沖裁模具或成型模具中配合使用的凹模和凹凸模，所述凹模具體在一個板材上通過線切割的套割工藝開設(shè)有一個長寬尺寸在70mmX35mm的開孔，所述開孔位于板材的中間，且在該板材的厚度方向貫通設(shè)置。假定由該模具沖裁的工件厚度為O. 6mm，則兩者的單面間隙理論上只需要O. 03mm,即是說,與之配合使用的所述凹凸模具體是一個長寬尺寸在69. 94mmX 34. 94mm的板狀模具。如圖3所示，在加工凹模300的時候，當(dāng)使用上述圖I、圖2所述的線切割機床以直徑O. 2mm的鑰絲在一個板材上沿長寬尺寸為70mmX35mm范圍走絲一圈形成所述凹模300的開孔后，這個凹模300的開孔尺寸符合要求。但是，通過上述方法套割余下的部分雖然也是一個板狀材料600，但是這個套割剩余的板狀材料600的長寬尺寸只有69. 6mmX 34. 6mm,小于要求的尺寸。即是說，由于在加工時鑰絲與板材是相互垂直的(見圖1)，則在加工形成的凹模300與套割剩余的板狀材料600之間具有O. 2mm的單面間隙700 (圖3中對該間隙700采用了放大的畫法)，這一間隙700與鑰絲的直徑相一致。如果將圖3中所述剩余的板狀材料600作為凹凸模與圖3中的凹模300在沖裁模具或成型模具中配合使用時，所述O. 2mm的間隙會在后續(xù)由該沖裁模具或成型模具加工的成品的過程中，成為影響成品毛刺大小的主要因素，間隙過大會在成品上出現(xiàn)明顯的毛刺。因此，利用現(xiàn)有的線切割工藝時，需要使用兩塊板材分別制作凹模和凹凸模，還需要兩次線切割走絲時間，不僅浪費了大量的材料，還大大增加了加工時間。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種傾斜切割的線切割工具及由其加工的模具，在線切割機床中使得實際進行加工的那一段鑰絲與水平放置的板材之間保持一定的傾斜角度，從而能夠利用斜割法在一塊板材上同時套割形成凹模和凹凸模，有效節(jié)省了工時和材料成本。為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種傾斜切割的線切割工具，所述線切割工具中設(shè)置有一個機床，繞在一個運絲筒上并沿所述運絲筒的回轉(zhuǎn)方向以設(shè)定的速度移動的電極絲，以及一個脈沖電源；所述脈沖電源的一個電極連接至待切割的一個板材，另一個電極連接至所述電極絲；待切割的板材裝在機床工作臺上，并根據(jù)工作臺的預(yù)定控制軌跡相對于所述電極絲做成型運動；被轉(zhuǎn)動的運絲筒傳送到實際切割加工位置的那一段電極絲與豎直方向存在有設(shè)定的夾角Θ，g卩，位于實際切割加工位置的那一段電極絲與水平放置在工作臺上的板材之間形成有設(shè)定的傾斜角度90° — Θ ；在所述板材與所述電極絲之間保持有放電間隙且噴灑有工作液，通過電極之間的脈沖放電在所述板材上套割，來同時形成互相配合的兩個模板，使得其中一個內(nèi)側(cè)模板能 夠置于另一個外圍模板中間切割形成的開孔內(nèi)，并且內(nèi)側(cè)模板的邊緣與外圍模板的開孔邊緣之間保持有設(shè)定的間隙距離。所述線切割工具中處在實際切割加工位置的那一段電極絲與豎直方向存在的夾角Θ，等于所述內(nèi)側(cè)模板的側(cè)壁與豎直方向之間的夾角，該夾角Θ的計算公式為Θ =arctan [ (a_b) /h]，其中a是所述電極絲的直徑；b是根據(jù)等待兩個模板沖裁的工件的厚度設(shè)定的單面沖裁間隙；h是所述板材的厚度。本實用新型的另一個技術(shù)方案是提供一種模具，使用上述的傾斜切割的線切割工具加工該模具中配合使用的兩個模板，所述模具是一種沖裁模具或塑型模具，兩個所述模板分別是從一個板材上套割后同時形成的一個凹模和一個凹凸模；所述凹模和凹凸模的厚度相同，其中凹凸模為一個梯形體，且凹凸模的頂面作為工作面，該頂面的面積大于該凹凸模底面的面積；并且，所述凹凸模的側(cè)壁與豎直方向之間存在的夾角，等于所述線切割工具中處在實際切割加工位置的那一段電極絲與豎直方向存在的夾角Θ ;所述凹模的底面作為工作面；該凹模的中間通過套割形成有穿過該凹模的開孔，且所述開孔是與所述凹凸模相配合的梯形體，即，所述開孔在凹模底面的開口面積大于該開孔在凹模頂面的開口面積；所述凹凸模能夠置于凹模的開孔內(nèi)，并在該凹凸模的周邊與凹模的開孔周邊保持有設(shè)定的間隙距離；所述夾角Θ的計算公式為Θ = arctan [ (a_b)/h],其中a是切割板材時使用的電極絲的直徑；b是根據(jù)等待所述模具沖裁的工件的厚度設(shè)定的單面沖裁間隙；h是所述板材的厚度。所述模具中還包含由上模板、上固定板、所述凹模和頂件器連接構(gòu)成的上模，以及由卸料板、所述凹凸模、下固定板和下模板連接構(gòu)成的下模；在所述上模中，所述上模板、上固定板和凹模，用從上到下依次穿過三者的銷釘橫向固定，并以螺釘進行連接；所述頂件器位于所述上固定板的下方、所述凹模的開孔內(nèi)，該頂件器與所述上模板之間以等高螺釘連接，在所述頂件器與所述上模板之間設(shè)置有彈簧。在所述下模中，所述下模板和下固定板，用從下到上依次穿過兩者的銷釘橫向固定，并以螺釘進行連接；所述凹凸模與卸料板位于所述下固定板的上方，且所述凹凸模位于卸料板的開孔內(nèi)；所述凹凸模和下固定板通過銷釘橫向固定，再用螺釘連接；所述卸料板與下模板之間用卸料螺釘連接，在所述卸料板與下模板之間還設(shè)置有彈簧；在所述下模的下固定板、卸料板和所述上模的凹模之間設(shè)置有導(dǎo)柱；待沖裁的工件置于打開的所述上模和下模之間，并在模具閉合時由所述凹模和凹凸模來切斷工件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所述傾斜切割的線切割工具及由其加工的模具，其優(yōu)點在于本實用新型能夠調(diào)整線切割工具中電極絲與水平的板材之間的夾角，從而能夠以傾斜的切割方式套割一塊板材，來同時得到凹模和凹凸模，且所述凹模和凹凸模各自工作面的尺寸要求符合根據(jù)零件沖裁間隙的要求；將這組相配合的凹模和凹凸模裝配到模具中，并使用該模具對工件進行沖裁加工后，能夠得到符合毛刺大小要求的成品零件。本實用 新型尤其是在套割形成符合要求的凹模和凹凸模時，能夠減少一次走絲時間，節(jié)省了工時和材料成本。

圖I是現(xiàn)有一種垂直切割的機床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的現(xiàn)有機床對工件進行加工時的立體視圖；圖3是使用圖I所示垂直切割的機床對一板材進行套割加工后形成具有開孔的凹豐旲和廢料的結(jié)構(gòu)不意圖；圖4是本實用新型所述一種傾斜切割的線切割機床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 圖9是使用圖4所不機床在一塊板材上同時套割形成凹模和凹凸模的模具的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖5示出的是本實用新型所述模具整體結(jié)構(gòu)的前視圖的剖切面；圖6示出的是本實用新型所述模具整體結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖7示出的是本實用新型所述模具中凹模和凹凸模的結(jié)構(gòu)俯視圖及側(cè)視圖；圖8示出的是本實用新型所述模具中凹模和凹凸模的結(jié)構(gòu)俯視圖，其中標(biāo)注了一種示例下的尺寸，省略了圖7中的若干銷釘及螺釘?shù)陌惭b孔；圖9示出的是圖8所示模具中凹模和凹凸模的前視圖的剖切面；圖10所示是使用本實用新型所述模具加工的一種具有示例尺寸的工件的結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合圖Γ圖9說明本發(fā)明的具體實施方式
。如圖4所示，本實用新型提供的一種傾斜切割的線切割工具，其中設(shè)置有一個機床205，繞在運絲筒204上的電極絲201沿運絲筒204的回轉(zhuǎn)方向以一定的速度移動，裝在機床205工作臺上的板材203根據(jù)工作臺的預(yù)定控制軌跡相對于電極絲201做成型運動。脈沖電源206的一極接板材，另一極接電極絲201 ;在板材203與電極絲201之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液，電極之間的火花放電蝕出一定的縫隙，連續(xù)不斷的脈沖放電就在板材203上切出了所需的形狀和尺寸。線切割使用的電極絲201可以是鑰絲(例如是直徑O. 2mm的鑰絲)。本實用新型所述線切割工具的主要特點在于，其中經(jīng)由轉(zhuǎn)動的運絲筒204而傳送到實際切割加工位置的那一段電極絲211，與水平放置在工作臺上的板材203之間形成有一定的傾斜角度，也就是說位于實際切割加工位置的那一段電極絲211與豎直方向存在有夾角Θ。如圖T圖9所示相互配合的凹模和凹凸模是由上述傾斜切割的線切割工具在一個板材上同時加工形成的，所述的凹模和凹凸模適用于如圖5、圖6所示的一種沖裁模具或成型模具中。如圖5、圖6所示模具由標(biāo)號廣8的部分連接構(gòu)成一個整體模架，其中包含由上模板I、上固定板2、凹模3、頂件器4組成的模架的上半部分，稱為上模，以及由卸料板5、凹凸模6、下固定板7、下模板8組成的下半部分，稱為下模。具體的，在上模部分中設(shè)置的上模板I、上固定板2和凹模3，用從上到下依次穿過三者的銷釘9橫向固定，并以螺釘10進行連接。頂件器4位于上固定板2的下方、凹模3的開孔內(nèi)，該頂件器4與上模板I之間以等高螺釘15連接，并且設(shè)置有彈簧16。而在下模部分中設(shè)置的下模板8和下固定板7，用從下到上依次穿過兩者的銷釘11橫向固定，并以螺釘12進行連接。凹凸模6與卸料板5位于下固定板7的上方，且凹凸模6位于卸料板5的開孔內(nèi)。所述凹凸模6和下固定板7通過銷釘13橫向固定，再用螺釘14連接。卸料板5與下模板8之間用卸料螺釘17連接，還設(shè)置有彈簧18。在下模的下固定板7、卸料板5和上模的凹模3之間設(shè)置有導(dǎo)柱19。在加工作業(yè)時，上述模具中的上模和下模打開，將工件20放入其中，則在閉合模具后，通過凹模3和凹凸模6來切斷材料，由于彈簧16、18的作用，頂件器4受壓上移，卸料板5受壓下移；當(dāng)上模和下模再次打開后，彈簧16、18使頂尖器4和卸料板5向反方向移動，便可以取出沖壓完成的工件20。請配合參見圖r圖9所示，上述模具中的凹模3和凹凸模6具有能夠相互配合的獨特的形狀凹模3和凹凸模6的厚度相同，其中凹凸模6為一個梯形體，且凹凸模6的頂面作為工作面，其面積大于該凹凸模6底面的面積；穿過凹模3中間的開孔是與凹凸模6相配合的梯形體，即，凹模3在底面的開口面積大于在凹模3在頂面的開口面積；使得凹凸模6能夠置于凹模3的開孔內(nèi)，并在該凹凸模6的周邊與凹模3的開孔周邊保持一定的間隙距離。在圖8中將凹模3和凹凸模6各自的工作面以斜線標(biāo)示來表現(xiàn)。根據(jù)上文的描述，上述的凹模3和凹凸模6是由圖4所示具有對板材傾斜切割的電極絲的線切割工具，在同一個板材上走絲一圈套割形成的。正因為本實用新型中使得位于實際切割加工位置的那一段電極絲211與水平放置在工作臺上的板材之間形成有一定的傾斜角度(見圖4)，才能夠在同一個板材上同時形成上述梯形體的凹凸模6及凹模3上的開孔。因此，請參見圖9所示，凹凸模6的側(cè)壁與豎直方向的夾角，等于實際切割加工位置的那一段電極絲211與豎直方向存在的夾角Θ，該夾角Θ的計算公式為Θ = arctan[(a-b)/h]，其中a是在凹模3開孔的一側(cè)側(cè)壁與凹凸模6對應(yīng)一側(cè)的側(cè)壁之間的間隙距離，也等于鑰絲的直徑；b是為了減少沖裁后工件的毛刺大小，而根據(jù)所沖裁的工件厚度來決定的單面間隙，也就是凹凸模6的頂面一側(cè)的邊緣到凹模3底面對應(yīng)一側(cè)開孔的邊緣之間在長度方向上的距離；h是用以套割形成凹模3和凹凸模6的板材的厚度，也就是凹模3和凹凸模6的厚度。圖9中對鑰絲切割后凹模3和凹凸模6之間裝配的間隙進行了放大，
以便看得清楚。下面以一個具體的實施例來進行說明。為了將厚度為0.6mm的冷軋鋼板加工成圖10所示具有50mmX20mm長寬尺寸的零件，需要在模具中使用具有圖9所示尺寸的凹模3和凹凸模6。以長度方向為例，由于需要使成品零件的長度為50mm，則凹模3的底面開口的長度應(yīng)當(dāng)為50mm ;又考慮到對厚度為O. 6mm的工件，其能夠接受的單面間隙為O. 03mm，則凹凸模6的頂面的長度就應(yīng)當(dāng)控制在50-0. 03X2=49. 94mm ;對寬度方向的距離設(shè)定與之類似，不再贅述。因此，在計算上述的夾角Θ = arctan [ (a_b)/h]時,a=0. 2mm (鑰絲直徑)，b=0. 03mm (根據(jù)工件單面間隙的要求得到)，h=35mm (見圖7中示出的板材厚度)。即是說，根據(jù)計算得到的夾角Θ來調(diào)整圖4所示線切割工具中電極絲與水平的板材之間的夾角90° — Θ，從而能夠套割一塊板材同時得到圖疒圖9所示結(jié)構(gòu)的凹模3和 凹凸模6，且所述凹模3和凹凸模6各自工作面的尺寸要求符合根據(jù)零件沖裁間隙的要求；將這組相配合的凹模3和凹凸模6裝配到圖5 圖6所示的模具中，并使用該模具對工件20進行沖裁加工后，能夠得到符合要求的成品零件。本實用新型尤其是在套割形成符合要求的凹模3和凹凸模6時，能夠減少一次走絲時間，節(jié)省了工時和材料成本。盡管本實用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本實用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求1.一種傾斜切割的線切割工具，其特征在于，所述線切割工具中設(shè)置有一個機床(205),繞在一個運絲筒(204)上并沿所述運絲筒(204)的回轉(zhuǎn)方向以設(shè)定的速度移動的電極絲(201)，以及一個脈沖電源(206);所述脈沖電源(206)的一個電極連接至待切割的一個板材(203 )，另一個電極連接至所述電極絲(201);待切割的板材(203 )裝在機床(205 )工作臺上，并根據(jù)工作臺的預(yù)定控制軌跡相對于所述電極絲(201)做成型運動； 被轉(zhuǎn)動的運絲筒(204)傳送到實際切割加工位置的那一段電極絲(211)與豎直方向存在有設(shè)定的夾角Θ，g卩，位于實際切割加工位置的那一段電極絲(211)與水平放置在工作臺上的板材(203)之間形成有設(shè)定的傾斜角度90° — Θ ； 在所述板材(203)與所述電極絲(201)之間保持有放電間隙且噴灑有工作液，通過電極之間的脈沖放電在所述板材(203)上套割，來同時形成互相配合的兩個模板，使得其中一個內(nèi)側(cè)模板能夠置于另一個外圍模板中間切割形成的開孔內(nèi)，并且內(nèi)側(cè)模板的邊緣與外圍模板的開孔邊緣之間保持有設(shè)定的間隙距離。
2.如權(quán)利要求I所述傾斜切割的線切割工具，其特征在于， 所述線切割工具中處在實際切割加工位置的那一段電極絲(211)與豎直方向存在的夾角Θ，等于所述內(nèi)側(cè)模板的側(cè)壁與豎直方向之間的夾角，該夾角Θ的計算公式為Θ =arctan [ (a_b)/h]，其中a是所述電極絲(203)的直徑；b是根據(jù)等待兩個模板沖裁的工件的厚度設(shè)定的單面沖裁間隙；h是所述板材(203)的厚度。
3.一種模具，使用權(quán)利要求I所述傾斜切割的線切割工具加工該模具中配合使用的兩個模板，其特征在于，所述模具是一種沖裁模具或塑型模具，兩個所述模板分別是從一個板材(203)上套割后同時形成的一個凹模(3)和一個凹凸模(6)； 所述凹模(3)和凹凸模(6)的厚度相同，其中凹凸模(6)為一個梯形體，且凹凸模(6)的頂面作為工作面，該頂面的面積大于該凹凸模(6)底面的面積；并且，所述凹凸模(6)的側(cè)壁與豎直方向之間存在的夾角，等于所述線切割工具中處在實際切割加工位置的那一段電極絲(211)與豎直方向存在的夾角Θ ； 所述凹模(3)的底面作為工作面；該凹模(3)的中間通過套割形成有穿過該凹模(3)的開孔，且所述開孔是與所述凹凸模(6)相配合的梯形體，S卩，所述開孔在凹模(3)底面的開口面積大于該開孔在凹模(3)頂面的開口面積；所述凹凸模(6)能夠置于凹模(3)的開孔內(nèi)，并在該凹凸模(6)的周邊與凹模(3)的開孔周邊保持有設(shè)定的間隙距離； 所述夾角Θ的計算公式為Θ = arctan [ (a_b)/h],其中a是切割板材(203)時使用的電極絲(203)的直徑；b是根據(jù)等待所述模具沖裁的工件的厚度設(shè)定的單面沖裁間隙；h是所述板材(203)的厚度。
4.如權(quán)利要求3所述模具，其特征在于， 所述模具中還包含由上模板(I)、上固定板(2)、所述凹模(3)和頂件器(4)連接構(gòu)成的上模，以及由卸料板(5)、所述凹凸模(6)、下固定板(7)和下模板(8)連接構(gòu)成的下模； 在所述上模中，所述上模板(I )、上固定板2和凹模(3)，用從上到下依次穿過三者的銷釘(9)橫向固定，并以螺釘(10)進行連接；所述頂件器(4)位于所述上固定板(2)的下方、所述凹模(3)的開孔內(nèi)，該頂件器(4)與所述上模板(I)之間以等高螺釘(15)連接，在所述頂件器(4)與所述上模板(I)之間設(shè)置有彈簧(16)。
5.如權(quán)利要求4所述模具，其特征在于，在所述下模中，所述下模板(8)和下固定板(7)，用從下到上依次穿過兩者的銷釘(11)橫向固定，并以螺釘(12)進行連接；所述凹凸模(6)與卸料板(5)位于所述下固定板(7)的上方，且所述凹凸模(6)位于卸料板(5)的開孔內(nèi)；所述凹凸模(6)和下固定板(7)通過銷釘(13)橫向固定，再用螺 釘(14)連接； 所述卸料板(5)與下模板(8)之間用卸料螺釘(17)連接，在所述卸料板(5)與下模板(8)之間還設(shè)置有彈簧(18);在所述下模的下固定板(7)、卸料板(5)和所述上模的凹模(3)之間設(shè)置有導(dǎo)柱(19); 待沖裁的工件(20)置于打開的所述上模和下模之間，并在模具閉合時由所述凹模(3)和凹凸模(6)來切斷工件(20)。
專利摘要本實用新型涉及一種傾斜切割的線切割工具及由其加工的模具，能夠調(diào)整線切割工具中電極絲與水平的板材之間的夾角，從而能夠以傾斜的切割方式套割一塊板材來同時得到凹模和凹凸模，且所述凹模和凹凸模各自工作面的尺寸要求符合根據(jù)零件沖裁間隙的要求；將這組相配合的凹模和凹凸模裝配到模具中，并使用該模具對工件進行沖裁加工后，能夠得到符合毛刺大小要求的成品零件。本實用新型尤其是在套割形成符合要求的凹模和凹凸模時，能夠減少一次走絲時間，節(jié)省了工時和材料成本。
文檔編號B23H7/02GK202684250SQ20122036488
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者楊軍 申請人:上海新申金屬制品有限公司