專利名稱:在電火花腐蝕切割設(shè)備上用來凈化燒蝕區(qū)的裝置的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于在權(quán)利要求
1中所敘述的那種裝置。
在用線狀或帶狀電極進行電火花腐蝕切割的時候，電極支撐在兩個導輪座之間并用其導向。尤其是在大錐角切割的情況下，都要使用導輪座，導輪座的布置與電極線傾斜的方向一致。一套有效的燒蝕區(qū)凈化裝置是特別重要的，因為當電極線傾斜角度相當大的時候，電極線在工件中有一個相當大的通過距離。通常還由于要避免電極線的導輪座與工件相碰，必須保持較大的導向距離。因此保持有效的凈化是特別重要的。這種凈化裝置不論在切錐形還是在切圓柱形時以及在任何重切或者修整切削的操作時都必須具有容易使用的特性。
在使用電火花腐蝕切割設(shè)備的時候，一般情況工作部位只是用水平噴射的辦法來凈化。切割復雜工件的實際操作經(jīng)驗，很快要求使用能力較大的凈化措施，因此一些稱作同軸凈化的方法，如DE-OS2408715等很快得到廣泛的應用。當以中等角度進行錐切的情況下，這種凈化方法就受到了很大的限制，因為一般嚴格按圓柱形切割所設(shè)置的導輪座位置是保持不動的。為了進一步增加凈化作用，又提出了為數(shù)眾多的具體改進，比如在上述專利中的噴咀，按照DE-OS 2809506采取一種特殊形狀的噴頭。此外，還有把噴頭出口封閉地裝在電極線導輪座體內(nèi)，也能用來使凈化液通到工件上。
所有上述導向方法的一個共同缺點是在切割錐體角度較大時，就會出現(xiàn)凈化中心線與電極線中心線不相重合的問題，這是因為在噴頭出口和切割起始點之間必需有一個距離，傾斜角度越大則這一距離也越大。這樣，一個大斷面的同軸噴射流從電極線一側(cè)噴射到工件表面上，然后從另一側(cè)排出，并且由于凈化液流速的加快會引起空氣的吸入，這也可能進入工作區(qū)內(nèi)。通過采用較大斷面的同軸噴射流或者在水槽中進行工作的辦法來防止這種空氣干擾，在技術(shù)上并不是滿意的解決辦法，因為除了水耗量較大外，還會出現(xiàn)分布較寬的二次電解作用，這對于空載時間或飛濺保護來說也都是不利的。在采用較高的凈化壓力中，并部分采用從工件的一側(cè)進行壓力凈化而從另一側(cè)抽走，如DE-OS 2833765中所敘述一側(cè)凈化方法那樣，來提高燒蝕區(qū)凈化效果的時候，上述飛濺保護就變得十分重要。按照一個更進一步的建議(jP-OS56-114628)，同軸凈化噴頭的出口可以按照電極線的傾斜位置調(diào)整方向，并通過切割向量的改進，可以用數(shù)控方法引導噴頭出口沿切割軌跡移動。雖然同前面所講的第一個辦法相比，增加了一些費用，燒蝕區(qū)的質(zhì)量有一定的改進，但仍然存在著缺點，凈化液傾斜地射向電極線進入工件入口處，還會從另一側(cè)反射出來，因此仍然存在空氣吸入的危險。
WO 80/02395中提出的一個更進一步的建議，如在圖1中所表明的那樣，提供了一個定向的導輪座，這些導輪座安裝在支撐桿的萬向接頭上，把上述凈化方法及其噴液口和這里所說的定向?qū)л喿M裝在一起在每種情況下凈化液流移向工作區(qū)，但仍然不能解決上述使用固定凈化頭辦法中的困難問題，因為以鈍角方向噴射到電極線進入工件入口處的凈化液要比從銳角一側(cè)容易排掉。凈化液取道阻力最小的方向流出，所以從鈍角一側(cè)排出的量較大，而這會產(chǎn)生真空作用，從銳角一側(cè)吸入空氣。另外一點也很明顯，通過采用定向?qū)л喿梢栽诒容^大的角度α下進行切割，但是當切割的傾斜角度較大時，工件上的切割長度增加了，由于導輪樞軸的移動，在導輪裝置和工件之間將會有一個較大的距離。
本發(fā)明是在原先技術(shù)的基礎(chǔ)上來克服上述的缺點并保證工作區(qū)供送不受干擾的凈化液。按照本發(fā)明，這個問題可以用權(quán)利要求
1中所提出的辦法加以解決。這種辦法的優(yōu)點是可以有效地凈化工件的燒蝕區(qū)。
由于采用特殊的凈化液管口或噴頭出口，凈化液流可以接近工件。通過采用凈化室可以防止空氣進入，這些凈化室也適用于傾斜位置。同時，形成了一個環(huán)狀的凈化液流，它可使凈化液流集中到切割區(qū)，從而使其更加有效。
從下述有關(guān)具體裝置和附圖對本發(fā)明進行較為詳細的說明如下圖1符合原先工藝的結(jié)構(gòu)，圖2一個環(huán)狀的凈化液噴射裝置，具有電極線傾斜位置時的密封。
圖3a和b，簡化的凈化系統(tǒng)裝置。
圖4a、b和c，為噴頭中心出口的具體結(jié)構(gòu)，并有一個附加的凈化噴液斷面以補償切割間隙中的外流損失。
圖5環(huán)狀的凈化液噴射裝置，具有附加的凈化斷面，可以同切割方向一致。
圖6環(huán)狀的凈化液噴射裝置，具有封閉的凈化噴流。
圖1所示為一個已知的解決辦法，電極線1相對于工件2有一個傾斜角度α，表示在圖紙平面上電極線的切割方向。定向?qū)л喿?和4安裝在支撐桿5和6的萬向接頭上。在定向?qū)л喿?和4上備有噴頭出口8和9，在每一種情況下都有凈化噴流10、11經(jīng)導輪座3和4噴到工作區(qū)。
圖2所示是工件2和上導輪座3的局部視圖。一段電極線成傾斜角度α。工件2下半部也是同樣配置的，圖上未再表示。導輪座3朝工件2的一側(cè)裝有三個凈化系統(tǒng)的接口12，13和14，凈化液接口12的膠皮軟管不在視圖平面上所以沒有示出。在介紹了導輪座3的構(gòu)造以后再說明這個具有凈化液接口12-13-14的上述裝置的操作過程。
凈化裝置20可以從前端連接到導輪座3上，使幾個不同的凈化液接口12-13-14與凈化裝置20相連接。凈化裝置包括一個凈化噴頭21，在這個噴頭中附有兩個同軸配置的環(huán)狀室23和24，這兩個室圍繞在同軸的中心凈化液噴頭22的周圍。有一個滑環(huán)25平放在工件2的表面1并靠在與工件2相對的導輪座3上，導輪座3按照切割輪廓的傾斜角度處于相同的傾斜位置?；h(huán)前端的接觸面上有一些環(huán)狀槽，在這些槽中的工作介質(zhì)起著滑動潤滑劑的作用，潤滑劑是由一種除了磨損小之外在金屬表面上具有很好滑動特性的材料制作的。這個滑環(huán)的錐形內(nèi)孔撞擊在同軸凈化噴頭22上，隨著工作的前移而一起移動?；h(huán)25借助于一個彈性的環(huán)狀套管26與凈化系統(tǒng)20相連接，這個套管環(huán)繞在同軸凈化液噴頭22周圍嚴密地封閉形成一個環(huán)狀室27，這個環(huán)狀套管26做成帶有環(huán)狀室28的形狀，環(huán)狀室28通過環(huán)狀室24與凈化液接口14相連通。環(huán)狀套管26的環(huán)狀室27還可以在其圓腔中用隔板分成許多單獨的小室，為此有必要在導輪座3上相應地配置較多數(shù)量(1……n)的凈化液接口14。
在實際應用中，這個凈化系統(tǒng)20在凈化噴流的入口點與金屬線電極1在工件2的工作區(qū)被恒定不變地連接到導輪座3上，并且通過環(huán)狀套管26按照任意的傾斜位置來適應輪廓傾斜角度α。借助于凈化液接點14，壓力介質(zhì)可以進入環(huán)狀套管26的環(huán)狀室28中去，這樣就可以保證導輪座3相對于工件的傾斜位置。很明顯在必要的時候，還可以用真空來代替加壓。已經(jīng)表明，在大角度工作的情況下環(huán)狀室28在圓腔中分隔成許多單獨小室的裝置是有好處的，這樣，滑環(huán)25相對于導輪座3的傾斜位置就可以通過向不同的小室(14a……n)相應地供送壓力介質(zhì)或真空介質(zhì)來進行控制。
同軸的凈化噴流是以凈化接點12通過噴頭22噴出的。為了得到較高的凈化效率，可以采用較高的凈化壓力，但是這個噴流直徑要適當縮小，這樣，一方面可以使工作區(qū)間隙得到較潔凈的同軸凈化噴流，同時另一方面水耗量也不會太大。這一凈化噴流(以下稱同軸中心噴流)隨所用凈化液壓力而加速越大，則當噴流沖擊到工作2上的時候橫向反射和產(chǎn)生真空的危險性越大。這樣，通過凈化接點13和配置在凈化噴頭21中的環(huán)狀室33，環(huán)繞在同軸凈化噴頭22周圍的環(huán)狀室27被壓力較低的凈化介質(zhì)所充滿，這樣，從同軸凈化噴頭22中噴出的同軸中心凈化噴流，其周圍全部被同樣凈化介質(zhì)的環(huán)狀噴流所環(huán)繞。這樣就能夠徹底防止空氣的吸入，而空氣是引起電極線斷裂和在工作區(qū)錯誤放電的原因。不過，這種環(huán)狀的凈化介質(zhì)進入可保證使工作間隙得到較好的充灌，并可在已切割區(qū)取得防止外流損失的作用。
圖3a所示為凈化系統(tǒng)20的一個簡化形式，這里的凈化噴頭21a，與同軸凈化噴頭22分開，只具有一個環(huán)狀室23，這個環(huán)狀室通過下面的環(huán)狀室27在中心凈化噴流的周圍形成一個環(huán)狀噴流。滑環(huán)25a僅僅是通過一個沒有室的環(huán)狀套管26a與上述簡化的凈化噴頭21a相連接。該圖是電極線1對工件2進行圓柱形切割的瞬時位置。由于環(huán)狀套管26a有彈性，這一系統(tǒng)能夠自動地使滑環(huán)25和工件2即使是在傾斜的位置下，也能緊靠在一起，這也是因為環(huán)形套管26a的錐形結(jié)構(gòu)，使壓力逐漸提高?；h(huán)25隨工作進程的移動，在這這情況下可從環(huán)狀套管26a得到而不是由同軸凈化噴頭22，因為套管26a具有直徑比滑環(huán)25a大的有利的錐形結(jié)構(gòu)。
圖3b所示凈化系統(tǒng)20的結(jié)構(gòu)比圖2中的結(jié)構(gòu)簡單，但卻比圖3a中的結(jié)構(gòu)有改進，環(huán)狀室27a形成一個環(huán)狀的凈化噴頭29配置在同軸的凈化噴頭22的周圍。這樣的環(huán)狀凈化噴頭的布置，也可以在圖2所示的裝置中加以實現(xiàn)。
在說明圖2時簡單提到的電火花腐蝕加工中的一個問題是在切割間隙中的外流損失，也就是回流到已被電極線1切割過的區(qū)域。如果在工件2的上面和下面有一個同軸凈化(裝置)，則兩股凈化液將在工件2內(nèi)相會，特別是在斜著切割的時候，這兩股凈化液相互地向后噴射，同時由于在這兩個方向增加的作用量，會使流體產(chǎn)生很大加速度和真空狀態(tài)。
解決這個問題的具體裝置在圖4和圖5中說明。同軸凈化噴流22的中心凈化噴頭不是僅僅呈圓形，而是做成這樣的形狀使工件上已經(jīng)橫向切割的間隙中，較大程度地充滿凈化介質(zhì)。
圖4a所示是同軸凈化噴頭22出口的剖面，位于中心的凈化液通道40環(huán)繞在電極線1的周圍，旁邊有一個壓力凈化孔41，這個孔的中心線與同軸凈化孔40的中心線相平行，如下面的垂直剖面圖所示。
圖4b和4c是同軸凈化噴頭的另外兩種結(jié)構(gòu)，這里附加的壓力凈化孔41與凈化通道40用一個切槽相連。在圖4b中，由于到噴頭出口是呈錐形的，所以切槽在較大程度上增大了從通道40噴射出的中心凈化噴流。至于圖4c則是有一個與同軸凈化噴頭40平行的開孔。
按照其作用，這個附加的凈化噴流總是可以達到工件2的間隙中或者被電極線1切割，噴頭出口總是這樣按瞬時切割部位轉(zhuǎn)動，使壓力凈化孔直接位于切割區(qū)的后面。在圖5中，為這個目的的凈化系統(tǒng)20在凈化噴頭21中分成兩部分。借助于一個安裝支撐44、一個環(huán)形殼體45帶法蘭，可以用封閉的環(huán)狀通道與所有的凈化通道接通。環(huán)形殼體45的外面有一個帶齒的機構(gòu)，可以由裝在電動機48軸上的一個小齒輪47進行傳動。在這種結(jié)構(gòu)中，滑環(huán)25a用一個環(huán)狀套管26a按照圖3所示的簡化形式進行連接。電動機48是這樣控制的環(huán)形殼體45及其附加的凈化噴流41總是處于電極線1切割的間隙上面?？刂菩盘柨梢詮奶峁?shù)碼的一個數(shù)控裝置中取得。
圖6所示是凈化系統(tǒng)20的另一種結(jié)構(gòu)形式，它與圖2所示的相似。不過，滑環(huán)25b不是支撐在同軸凈化噴頭22上而是用一個套環(huán)30非剛性的與其連接。這樣，滑環(huán)25b有一個內(nèi)孔接點31與環(huán)狀室27前面的環(huán)狀槽相連，并且通過這些通道將介質(zhì)從凈化接點13送到滑環(huán)25b和工件2之間的支承面上。壓送進去的凈化介質(zhì)對隨從的空氣進行封隔，并有部分進入切割(腐蝕)的間隙中。不過，它首先是用來改善滑環(huán)25b在工件2表面上的滑動性能。在這種情況下，再加上凈化液流在滑環(huán)25b的內(nèi)孔31中的相應收縮，環(huán)狀套管2b也可以做成沒有室28的結(jié)構(gòu)，因為現(xiàn)在已可能借助于凈化接口13以及通過環(huán)狀室27中內(nèi)孔31外流效應來控制壓力。
在上述彈性隔膜的地方，也有可以使用拉伸或壓縮彈簧加上簡單的膜片材料。電極線導輪座3及其前面的凈化系統(tǒng)20最好是成對地布置在工件2的上下。根據(jù)需要，它們都可以用作壓力系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)或者抽吸系統(tǒng)?？梢园凑赵鹊墓に噥砜刂苾艋涌?2、13和14的壓力強度和流量。凈化介質(zhì)可以是液體，但也可以用氣體或空氣來填充彈性環(huán)狀套管26的各個室。如果環(huán)狀凈化噴流壓力強度能相應地在環(huán)狀室27中控制，就能自動地保證使彈性環(huán)狀套管26總是在電極線入口處的銳角一側(cè)朝工件鼓起來，這樣就不會在同軸凈化噴頭22與滑環(huán)25之間發(fā)生干擾。
權(quán)利要求
1.電火花腐蝕切割設(shè)備上用來凈化燒蝕區(qū)的裝置，用液體作凈化介質(zhì)，使用線狀或帶狀電極，在電極周圍有一個凈化室并且在工件中導向腐蝕區(qū)，在凈化室的殼體上裝有一個滑環(huán)，它可使其與工件表面密封起來，在凈化室上有一些元件至少能和那些隔墻部分配接并帶著滑環(huán)按工件表面所確定的方位移動。
2.按照專利要求1的一個裝置，其凈化室的連接元件可以按照凈化室隔墻部分的形狀進行控制。
3.按專利要求2的一個裝置，其上可控制的連接元件具有一個連接到凈化介質(zhì)管路的輸送系統(tǒng)。
4.按前面所列至少一項專利要求的一個裝置，其凈化室隔墻部分為環(huán)形隔膜構(gòu)造。
5.按前面所列至少一項專利要求的裝置，其凈化室具有凈化噴頭用來向火花腐蝕區(qū)噴射高壓的凈化液，還有一個環(huán)狀的凈化噴頭同心地環(huán)繞在第一個噴頭周圍。
6.按前面所列的任何一項專利要求的一個裝置，在面向工件的滑環(huán)表面上至少有一個切槽，它通過一個輸送通道連接到凈化介質(zhì)管路上。
7.按前面所列至少一項專利要求的一個裝置，其凈化室具有使噴流成形的部件，不僅用來凈化燒蝕區(qū)，同時也凈化工件切割槽的鄰接區(qū)域。
8.按照專利要求7的一個裝置，其面對工件表面的至少凈化室的一個零件是可以繞電極中心線轉(zhuǎn)動的。
9.按照權(quán)利要求
8的裝置，其傳動部件可以用來控制面對工件表面的凈化室零件的轉(zhuǎn)動。
專利摘要
在電火花腐蝕切割設(shè)備上，使用線狀或帶狀電極，采用液體凈化介質(zhì)凈化燒蝕區(qū)的裝置上，配備有一個環(huán)繞區(qū)電極周圍并且伸向工件燒蝕區(qū)的凈化室。一個滑環(huán)固定在凈化室的殼體上將凈化室與工件表面之間封閉起來。凈化室具有一些元件至少用來連接一些隔墻部件，隔墻部件帶著滑環(huán)可在工件表面上移動。凈化室上具有可控制的元件以適應凈化室隔墻部件的形狀，隔墻部件的構(gòu)造，尤其宜用環(huán)狀的隔膜做成。
文檔編號B23H7/00GK85104687SQ85104687
公開日1986年12月24日 申請日期1985年6月19日
發(fā)明者西爾瓦諾·德雷斯蒂, 厄斯脫·比勒·薩里塔, 勒內(nèi)·德里黑梯 申請人:洛加諾電子工業(yè)股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan