數(shù)控龍門式多頭線切割機床的制作方法
【專利摘要】數(shù)控龍門式多頭線切割機床，床身底座上設有工作臺，工作臺上方設有橫梁，設有左運絲機構(gòu)和右運絲機構(gòu)，左、右電極絲分別通過導輪形成左、右電極絲循環(huán)；其中電極絲的切割線段的上下分別設有上導輪和下導輪，橫梁上分別設左、右上絲桿傳動機構(gòu)和左、右Z軸座，上絲桿傳動機構(gòu)分別包括Y軸上電機和上絲桿，Z軸座上連接有Z軸滑座，上導輪設在Z軸滑座上；下導輪設在Y軸下拖板上，Y軸下拖板連接有下絲桿，下絲桿連接有Y軸下電機，Y軸下電機可帶動Y軸下拖板左右移動。本發(fā)明采用兩套運絲機構(gòu)，可把粗精加工分開，采用不同質(zhì)量的電極絲，減小電極絲的損耗，提高加工精度，減少生產(chǎn)成本和工人的勞動強度，減小設備的占用面積，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】數(shù)控龍門式多頭線切割機床
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明專利涉及到一種線切割機床【技術(shù)領域】，具體涉及到線切割機床結(jié)構(gòu)以及運絲機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控線切割機床通常由機械、電氣和工作液系統(tǒng)三大部分組成。機械系統(tǒng)由機床床身、坐標工作臺、運絲機構(gòu)、線架機構(gòu)、錐度機構(gòu)、潤滑系統(tǒng)等組成。機床床身通常為箱式結(jié)構(gòu)，是提供各部件的安裝平臺，而且與機床精度密切相關(guān)。坐標工作臺通常由十字拖板、滾動導軌、絲桿運動副、齒輪傳動機構(gòu)等部分組成。主要是與電極絲之間的相對運動，來完成對工件的加工。運絲機構(gòu)是由儲絲筒、電動機、齒輪副、傳動機構(gòu)、換向裝置和絕緣件等部分組成，電動機和儲絲筒由聯(lián)軸器連接轉(zhuǎn)動，用來帶動電極絲按一定線速度移動，并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。數(shù)控線切割機床利用“放電加工”原理，對導電材料進行電蝕(火花放電)，達到加工的目的，通常利用金屬絲(一般有鑰絲、銅絲等，)作為工具電極，將工具電極均勻地繞在圓柱形貯絲筒上，通過導輪等走絲機構(gòu)，形成可以往復循環(huán)的運絲系統(tǒng)，此電極以一定的速度(約10-12m/s)作往復循環(huán)運動，工件作為另一個電極在計算機的控制下自動地按程序確定的軌跡運動，電火花高頻脈沖電源將一定頻率、一定能量的連續(xù)高頻脈沖加在此兩極之間，對工件進行火花放電加工，最后得到所需要的形狀的工件。
[0003]在切割大型模具過程中電極絲因長時間往復運動，造成電極絲直徑變化，影響加工精度。由于大型模具自重較大，一般線切割機床的剛性明顯不夠，影響模具的精度。同時，為了滿足加工件的最小圓角要求，電極絲直徑不能太大，從而影響加工效率的提高。再次工件重量引起工作臺精度變化，也會對最終結(jié)果產(chǎn)生影響。為了提高加工效率，可以增大鑰絲直徑，提高放電電流，但是，直徑增大的同時，不能很好的兼顧模具加工中對最小圓角的需求。
[0004]大批量加工同一產(chǎn)品時，現(xiàn)在做法是多臺線切割機床同時加工，占用場地面積較大，且需要人工搬運，工作效率低。由于現(xiàn)有線切割機床結(jié)構(gòu)，不能根據(jù)模具要求任意更換電極絲直徑，從而影響加工效率的提高。同時現(xiàn)有機床結(jié)構(gòu)不能有效的支撐大型模具的自重需求，引起剛性變形，從而影響模具精度。針對以上問題，現(xiàn)有的技術(shù)是電極絲損耗后就立即換掉，造成極大的浪費，如果更換更大直徑的電極絲，那工件的圓角太小時就不能加工。針對加工大面積模具鑰絲損耗的問題，如申請?zhí)枮?00810021761.X中國發(fā)明專利公開了往復走絲電火花線切割機床的切割方法采用的是多段分段切割，即人為的將鑰絲分為N段，先使線切割機床的絲桶電機驅(qū)動絲筒帶動電極絲中的第一段電極絲LI往復走絲切割加工，直至使絲筒電機驅(qū)動絲筒正向帶動電極絲運行至第一段的末端并完成粗加工過程，完成后，再使絲筒電機驅(qū)動絲筒往復走絲，始終運用第二段電極絲L2往復走絲切割加工，完成進一步的加工過程，依如此方法，依次逐段進行往復走絲切割加工，直至運用最后一段電極絲Ln往復走絲切割加工完成最后一步精加工過程。此發(fā)明沒有考慮加工過程中電極絲因其他原因斷絲，則打亂了原先的分段，從而要將整筒電極絲換掉，浪費極大，也由于電極絲在不同電流下加工造成粗細不均，影響加工表面質(zhì)量。如專利號為ZL200610038595.5中國發(fā)明專利公開了多頭數(shù)控電火花線切割機，采用的多頭加工方式，采用一套絲筒組件的電極絲循環(huán)，是將電極絲依次按照矩形波形狀繞絲，以構(gòu)成封閉循環(huán)回路，無論是同一高頻還是分開獨立高頻，都忽略了電極絲的損耗和實際加工效率問題，同樣存在上述的問題。因此，現(xiàn)有技術(shù)中大批量零件加工時，只能采用多臺線切割機床同時加工。針對大型模具，采用更大的傳動結(jié)構(gòu)，占用面積較大，成本浪費較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對上述的現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，采用兩套運絲機構(gòu)，可把粗精加工分開，采用不同質(zhì)量的電極絲，減小電極絲的損耗，提高加工精度，減少生產(chǎn)成本和工人的勞動強度，減小設備的占用面積，提高生產(chǎn)效率。
[0006]本發(fā)明的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，數(shù)控龍門式多頭線切割機床，包括床身底座，床身底座上設有工作臺，工作臺上方設有橫梁，設有可帶動工作臺在床身底座上移動的X軸電機，工作臺和橫梁之間設有運絲機構(gòu)，其特征是運絲機構(gòu)包括相互對稱的左運絲機構(gòu)和右運絲機構(gòu)，左、右運絲機構(gòu)分別設有左、右左絲筒組件、左、右左絲筒組件的左、右電極絲分別設有張緊機構(gòu)，左、右電極絲分別通過導輪形成左、右電極絲循環(huán)；其中電極絲的切割線段的上下分別設有上導輪和下導輪，橫梁上分別設有左、右上絲桿傳動機構(gòu)和左、右Z軸座，左、右上絲桿傳動機構(gòu)分別包括左、右Y軸上電機和左、右上絲桿，左、右上絲桿傳動機構(gòu)可分別帶動左、右Z軸座在橫梁上左右移動，Z軸座上連接有Z軸滑座，上述的上導輪設在Z軸滑座上；上述的下導輪設在Y軸下拖板上，Y軸下拖板連接有下絲桿，下絲桿連接有Y軸下電機，Y軸下電機可帶動Y軸下拖板左右移動。
[0007]本發(fā)明中Y軸上電機轉(zhuǎn)動，通過與其輸出軸連接的上絲桿帶動Z軸座在橫梁上左右移動，控制Z軸滑座上的上導輪左右移動；Y軸下電機轉(zhuǎn)動，通過與其輸出軸連接的下絲桿帶Y軸下拖板的下導輪左右移動，因此Y軸上電機和Y軸下電機可以控制絲的切割線段的Y軸方向(左右)移動。Y軸同步驅(qū)動時，電極絲的張力以及長短由運絲機構(gòu)中的張緊機構(gòu)來調(diào)節(jié)。
[0008]本發(fā)明由于采用左右運絲機構(gòu)，左右運絲機構(gòu)可以同時運行來加工兩個工件，提高加工效率。下面為作為本發(fā)明的最優(yōu)加工方法:加工時，把工件夾在工作臺上，可根據(jù)需要選擇不同的直徑的電極絲直徑，左絲筒為粗加工絲筒，盤上大直徑大電流的電極絲，右絲筒為精加工絲筒，盤上適合模具最小圓角的電極絲。開始加工狀態(tài)前，左Z軸座、左Y軸下拖板移動到最左側(cè)，右Z軸座、右Y軸下拖板移動到最右側(cè)，保證加工時，左右下導輪拖板不干涉。粗加工，采用左側(cè)結(jié)構(gòu)，左Y軸上電機，左Y軸下電機做同步運動，與X軸電機共做插補軌跡運動，驅(qū)使電極絲按照既定軌跡加工。Y軸同步驅(qū)動時，電極絲的張力以及長短由運絲機構(gòu)中的張緊機構(gòu)來調(diào)節(jié)(張緊機構(gòu)可采用重錘式、彈簧式、電機驅(qū)動等結(jié)構(gòu))。此時，采用大電流粗加工，以最快的效率將粗加工工序完成。粗加工結(jié)束后，左側(cè)結(jié)構(gòu)自動移至最左偵牝左Z軸座、左Y軸下拖板移動到最左側(cè)，左切割線段也隨之移動到最左側(cè)。右Y軸上電機，右Y軸下電機做同步運動，與X軸電機共做插補軌跡運動，驅(qū)使右切割線段電極絲移至加工位置，采用新電極絲進行小電流精加工，這樣電極絲損耗較小。當右側(cè)電極絲損耗到一定程度時，可以變換粗精加工位置，此時，以右側(cè)為粗加工，采用大電流粗加工，在右側(cè)加工同時，左側(cè)換上新的電極絲，換做小電流精加工，電極絲損耗較小，并且精加工一直是采用新電極絲加工，可以保證極高的精度。節(jié)約了大量的電極絲，減少損耗成本。由于對粗加工的電極絲要求不高，可以到其斷裂后進行更換。當其一側(cè)的運絲系統(tǒng)工作時，操作工可以對另外一側(cè)沒有工作的運絲系統(tǒng)的電極絲進行更換，提高了工作效率。尤其在大批量零件加工時，左右運絲機構(gòu)共同加工，其效果更佳。
[0009]本發(fā)明由于采用粗精加工分開，粗加工過程中不考慮電極絲損耗，大大的提高了加工效率，精加工采用另一套運絲系統(tǒng)，所以在精加工中，電極絲是新絲，采用小電流加工，電極絲的損耗很小，其真圓度和表面光潔度變化也很小，精加工中，均是采用未經(jīng)損耗的直徑不變的電極絲，明顯的提高了加工精度和表面光潔度。由于采用了粗精加工采用不同的運絲系統(tǒng)，解決了需要好的精度光潔度就必然損失效率的矛盾。能在高效率的加工中，保持較高的精度和光潔度。
[0010]具體實施時，Z軸座上設有Z軸絲桿傳動機構(gòu)，Z軸絲桿傳動機構(gòu)包括Z軸絲桿和帶動Z軸絲桿上下傳動的Z軸電機，Z軸絲桿的末端固定連接上述的Z軸滑座。Z軸電機轉(zhuǎn)動，帶動Z軸電機輸出軸連接的Z軸絲桿轉(zhuǎn)動,Z軸絲桿在絲桿螺母的帶動下,Z軸絲桿的末端的Z軸滑座上下移動，使得連接Z軸滑座的上導輪上下移動，針對不同高度的工件，控制加工區(qū)域切割線段電極絲的長短，保證其加工精度。
[0011]具體實施時，張緊機構(gòu)包括設在電極絲上的張緊導輪、安裝張緊導輪的滑塊和導軌，滑塊設在導軌上，滑塊可以在導軌上上下移動。Y軸上電機和Y軸下電機控制絲的切割線段的Y軸方向(左右)移動，Y軸同步驅(qū)動時，滑塊在導軌上上下移動，張緊導輪上下移動，實現(xiàn)電極絲的張力張緊，以及電極絲的長短由運絲機構(gòu)中的張緊導輪上下移動來調(diào)節(jié)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用兩套運絲機構(gòu)，可以實現(xiàn)同時加工兩個工件，也可以把粗精加工分開，采用不同質(zhì)量的電極絲，減小電極絲的損耗，提高加工精度，減少生產(chǎn)成本和工人的勞動強度，減小設備的占用面積，提高生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進一步說明。
[0014]圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明實施例導軌和滑塊組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1、床身底座2、絲筒組件3、電極絲4、導軌5、滑塊6、張緊導輪7、導輪8、Y軸上電機9、Y軸上絲桿10、Z軸電機11、Z軸座12、絲桿13、Z軸滑座14、上導輪15、切割線段16、下導輪17、工作臺18、導軌組件19、支撐件20、Y軸下絲桿21、橫梁22、Y軸下拖板23、工件24、Y軸下電機25、下臂。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步非限定性的說明:
圖1和圖2中，數(shù)控龍門式多頭線切割機床，包括床身底座I，床身底座I上設有工作臺17，床身底座I和工作臺17間設有導軌組件18，工作臺17可以在床身底座I移動，工作臺
17上設有支撐工件23的支撐件19，工作臺上方設有橫梁21和Y下臂25，橫梁21和Y下臂25通過立柱支撐，設有可帶動工作臺17在床身I移動的X軸電機，工作臺17和橫梁21之間設有運絲機構(gòu)，運絲機構(gòu)包括相互對稱的左運絲機構(gòu)和右運絲機構(gòu)，左、右運絲機構(gòu)分別設有左、右左絲筒組件2、左、右左絲筒組件2的左、右電極絲3分別設有張緊機構(gòu)，張緊機構(gòu)包括設在電極絲3上的張緊導輪6、安裝張緊導輪6的滑塊5和導軌4，如圖2，滑塊5設在導軌4上，導軌4為槽型軌道，滑塊5與導軌4的槽型軌道相適配，滑塊5可以在導軌4上上下移動；其中電極絲3的切割線段15的上下分別設有上導輪14和下導輪16，左、右電極絲3分別通過若干導輪7、張緊導輪6、上導輪14和下導輪16形成左、右電極絲循環(huán)；橫梁21上分別設有左、右上絲桿傳動機構(gòu)和左、右Z軸座11，左、右上絲桿傳動機構(gòu)分別包括左、右Y軸上電機8和左、右Y軸上絲桿9，左、右上絲桿傳動機構(gòu)的Y軸上絲桿9通過絲桿螺母可分別帶動左、右Z軸座11在橫梁21上左右移動，Z軸座11上設有Z軸絲桿傳動機構(gòu)，Z軸絲桿傳動機構(gòu)包括Z軸絲桿21和帶動Z軸絲桿21上下傳動的Z軸電機10，Z軸絲桿21的末端固定連接Z軸滑座13，上導輪14設在Z軸滑座13上，Z軸絲桿21通過絲桿螺母可分別帶動Z軸滑座13上下移動；Y下臂25上分別設有左、右下絲桿傳動機構(gòu)和左、右Y軸下拖板22，左、右下絲桿傳動機構(gòu)分別包括左、右Y軸下電機24和左、右Y軸下絲桿20，左、右下絲桿傳動機構(gòu)的Y軸下絲桿20通過絲桿螺母可分別帶動左、右Y軸下拖板22在Y下臂25上左右移動，下導輪16設在Y軸下拖板22上，Y軸下電機24可帶動Y軸下拖板22左右移動。本發(fā)明實施例的橫梁21和Y下臂25結(jié)構(gòu)相同，為左右結(jié)構(gòu)的共用部分，其在圖1中，下絲桿傳動機構(gòu)的Y軸下電機24和Y軸下絲桿20為原理示意，上絲桿傳動機構(gòu)和下絲桿傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)也相同。
[0018]加工時，把工件23在工作臺17的支撐件19上夾緊，可根據(jù)需要選擇不同的直徑的電極絲3直徑，左絲筒組件3為粗加工絲筒，盤上大直徑大電流的電極絲3，絲筒組件3為精加工絲筒，盤上適合模具最小圓角的電極絲3。開始加工狀態(tài)前，左Z軸座11、左Y軸下拖板22移動到最左側(cè)，右Z軸座11、右Y軸下拖板22移動到最右側(cè)，保證加工時，左右下導輪16的Y軸下拖板22不干涉。Z軸電機10轉(zhuǎn)動，帶動Z軸電機10輸出軸連接的Z軸絲桿12轉(zhuǎn)動，Z軸絲桿12在絲桿螺母的帶動下，Z軸絲桿12的末端的Z軸滑座13上下移動，使得連接Z軸滑座13的上導輪14上下移動，針對不同高度的工件23，控制切割線段15的電極絲3的長短，保證其加工精度。粗加工采用左側(cè)結(jié)構(gòu)，左Y軸上電機8，左Y軸下電機24做同步運動，與X軸電機共做插補軌跡運動，驅(qū)使電極絲按照既定軌跡加工。Y軸同步驅(qū)動時，滑塊5在導軌4上上下移動，張緊導輪6上下移動，實現(xiàn)電極絲3的張力以及長短由運絲機構(gòu)中的張緊導輪6上下移動來調(diào)節(jié)。此時，采用大電流粗加工，以最快的效率將粗加工工序完成。粗加工結(jié)束后，左側(cè)結(jié)構(gòu)自動移至最左側(cè)，左Z軸座11、左Y軸下拖板22移動到最左側(cè)，左切割線段15也隨之移動到最左側(cè)。右Y軸上電機8，右Y軸下電機24做同步運動，與X軸電機共做插補軌跡運動，驅(qū)使右切割線段15電極絲3移至加工位置，采用新電極絲進行小電流精加工，這樣電極絲損耗較小。當右側(cè)電極絲損耗到一定程度時，可以變換粗精加工位置，此時，以右側(cè)為粗加工，采用大電流粗加工，在右側(cè)加工同時，左側(cè)換上新的電極絲，換做小電流精加工，電極絲損耗較小，并且精加工一直是采用新電極絲加工，可以保證極高的精度。節(jié)約了大量的電極絲，減少損耗成本。由于對粗加工的電極絲要求不高，可以到其斷裂后進行更換。當其一側(cè)的運絲系統(tǒng)工作時，操作工可以對另外一側(cè)沒有工作的運絲系統(tǒng)的電極絲進行更換，提高了工作效率。
[0019]本發(fā)明由于采用粗精加工分開，粗加工過程中不考慮電極絲損耗，大大的提高了加工效率，精加工采用另一套運絲系統(tǒng)，所以在精加工中，電極絲是新絲，采用小電流加工，電極絲的損耗很小，其真圓度和表面光潔度變化也很小，精加工中，均是采用未經(jīng)損耗的直徑不變的電極絲，明顯的提高了加工精度和表面光潔度。由于采用了粗精加工采用不同的運絲系統(tǒng)，解決了需要好的精度光潔度就必然損失效率的矛盾。能在高效率的加工中，保持較高的精度和光潔度。
[0020]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明的公開的內(nèi)容直接導出或聯(lián)想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.數(shù)控龍門式多頭線切割機床，包括床身底座，床身底座上設有工作臺，工作臺上方設有橫梁，設有可帶動工作臺在床身底座上移動的X軸電機，工作臺和橫梁之間設有運絲機構(gòu)，其特征是運絲機構(gòu)包括相互對稱的左運絲機構(gòu)和右運絲機構(gòu)，左、右運絲機構(gòu)分別設有左、右左絲筒組件、左、右左絲筒組件的左、右電極絲分別設有張緊機構(gòu)，左、右電極絲分別通過導輪形成左、右電極絲循環(huán)；其中電極絲的切割線段的上下分別設有上導輪和下導輪，橫梁上分別設有左、右上絲桿傳動機構(gòu)和左、右Z軸座，左、右上絲桿傳動機構(gòu)分別包括左、右Y軸上電機和左、右上絲桿，左、右上絲桿傳動機構(gòu)可分別帶動左、右Z軸座在橫梁上左右移動，Z軸座上連接有Z軸滑座，上述的上導輪設在Z軸滑座上；上述的下導輪設在Y軸下拖板上，Y軸下拖板連接有下絲桿，下絲桿連接有Y軸下電機，Y軸下電機可帶動Y軸下拖板左右移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控龍門式多頭線切割機床，其特征是Z軸座上設有Z軸絲桿傳動機構(gòu)，Z軸絲桿傳動機構(gòu)包括Z軸絲桿和帶動Z軸絲桿上下傳動的Z軸電機，Z軸絲桿的末端固定連接上述的Z軸滑座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控龍門式多頭線切割機床，其特征是張緊機構(gòu)包括設在電極絲上的張緊導輪、安裝張緊導輪的滑塊和導軌，滑塊設在導軌上，滑塊可以在導軌上上下移動。
【文檔編號】B23H7/02GK103801774SQ201410038672
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】戴運山, 毛萬林, 毛亞楠, 毛智勇, 趙百元 申請人:浙江柯羅特精密機械設備有限公司