專利名稱：電極絲回轉(zhuǎn)中心檢測與調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線切割加工錐度其電極絲回轉(zhuǎn)中心檢測與調(diào)整方法，屬于電加工范疇。
現(xiàn)有技術(shù)中，線切割加工錐度均使用電極絲傾斜的方法來實現(xiàn)。電極絲相對工件的傾斜是切割錐度的前提，電極絲向不同方向傾斜時，應(yīng)有統(tǒng)一的回轉(zhuǎn)中心，該中心在正交的兩個方向應(yīng)重合并與工件的刀口面相一致，這樣才能保證錐度加工精度。事實上電極絲是一根柔軟的細(xì)絲，且與保證它運動位置精度的線架關(guān)鍵構(gòu)件-軸承、導(dǎo)軌等距離甚遠(yuǎn)，因此用加工、裝配的精度來保證這一點幾乎不可能，且也無法用傳統(tǒng)的接觸式檢測方法來檢測其實際回轉(zhuǎn)中心對理論位置的誤差。因而，線切割錐度加工的精度一直難以得到保證，也未能提出項明確的精度標(biāo)準(zhǔn)。機電部蘇州電加工機床研究所與中國機械工程學(xué)會電加工學(xué)會聯(lián)合出版的《電加工》1989.6P.10東曉著“線切割機床錐度切割探討”一文中對導(dǎo)絲模等結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有益的探討;“切錐度時，當(dāng)導(dǎo)絲模將極絲U向拉斜后(導(dǎo)絲輪的徑向)切點位置發(fā)生變化，極絲在上、下導(dǎo)絲模上的限位點在U座標(biāo)方向?qū)l(fā)生f和f1的誤差，其誤差值隨切割錐度的增大而增大。在V方向(導(dǎo)絲輪的軸向)移動時極絲將離開導(dǎo)向槽工作圓，跑到導(dǎo)向槽的斜面上，使極絲運動平穩(wěn)、產(chǎn)生振動”，《電加工》1981.2.P13上海交通大學(xué)奚紹申、于學(xué)敏著“應(yīng)用臥式擺動線架切割錐面時調(diào)整量的理論分析”一文中研究了線架擺動量，線架伸縮量和電極絲在空間傾斜角度的數(shù)量關(guān)系，導(dǎo)向器半徑引起的刀口面尺寸誤差，論證了切割錐體轉(zhuǎn)角過渡區(qū)時對刀口面形狀精度帶來的影響，并推導(dǎo)了各項誤差的補償公式。應(yīng)當(dāng)肯定這種理論分析對線切割錐度加工精度的提高所帶來的積極意義，至少是為用計算機進(jìn)行誤差補償提供了理論依據(jù)，但上述兩論文所述的內(nèi)容均是在假定線架的加工，裝配本身不存在誤差的前提下，由于導(dǎo)向器的形狀和運動形式所造成的傾斜運動固有誤差，而并未對線切割加工錐度其電極絲回轉(zhuǎn)中心檢測及調(diào)整提出直觀簡便的解決方案。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足而提供一種直觀、簡便的線切割加工錐度其電極絲回轉(zhuǎn)中心檢測和調(diào)整方法，以解決線切割加工錐度因回轉(zhuǎn)中心不重合所引起的精度誤差問題。
本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)解決方案加以實現(xiàn)的。本發(fā)明電極絲回轉(zhuǎn)中心的檢測和調(diào)整方法系采用一光軸平行于底面，中心高與工件刀口面等高的，內(nèi)設(shè)有正交十字刻線和刻度的讀數(shù)顯微鏡從正交的U、V兩方向檢測電極絲回轉(zhuǎn)極限位置所形成的交點是否重合，并在相應(yīng)的方向上進(jìn)行誤差調(diào)整，使U、V向電極絲回轉(zhuǎn)中心重合并與工件刀口面等高，使之形成有共同交點的線束。以臥式擺動線架為例說明電極絲回轉(zhuǎn)中心的檢測與調(diào)整步驟如下a·U向檢測V向回轉(zhuǎn)軸線是否與電極絲相交，若回轉(zhuǎn)中心不在電極絲上則應(yīng)調(diào)節(jié)電極絲的左右位置(如電極絲導(dǎo)輪的軸向位置)，使電極絲與線架回轉(zhuǎn)軸相交。b·檢測U向電極絲回轉(zhuǎn)中心與工件刀口面的高度位置，若不等高應(yīng)調(diào)節(jié)線架的安裝位置，如安裝螺釘?shù)拈g隙，使之等高。c·V向檢測電極絲回轉(zhuǎn)中心是否與U向的回轉(zhuǎn)中心重合并與工件刀口面等高，若不然則應(yīng)調(diào)整線架上下臂伸縮的傳動杠桿比來實現(xiàn)中心高度的補償，使U、V向的兩回轉(zhuǎn)中心重合。一般來說電極絲回轉(zhuǎn)至極限位置所形成的位置誤差最大，以此為調(diào)整的依據(jù)最為方便，至于檢測與調(diào)整的順序，上述順序并非是唯一的，可視工藝情況作適當(dāng)?shù)幕Q。
本發(fā)明的目的還可以通過下列技術(shù)方案加以解決。
對于非臥式擺動線架結(jié)構(gòu)的線切割機床如十字拖板式或雙十字拖板式結(jié)構(gòu)，仍可使用上述的讀數(shù)顯微鏡來檢測電極絲的回轉(zhuǎn)中心，把它放在X、Y拖板上從正交的U、V兩方向檢測電極絲回轉(zhuǎn)中心是否與刀口面等高，若不等高則需調(diào)整計算機輸出給線架U、V、(X，Y)拖板步進(jìn)電機的脈沖數(shù)，增加或減少補償量，使電極絲上部或下部的十字拖板發(fā)生各自相應(yīng)的位移補償，從而改變比例關(guān)系，使電極絲回轉(zhuǎn)中心上升或下降，調(diào)整到與刀口向等高。


如下圖1、1′是本發(fā)明用于檢測回轉(zhuǎn)中心的讀數(shù)顯微鏡示意圖。
圖2是U向回轉(zhuǎn)中心檢測示意圖。
圖3是V向回轉(zhuǎn)中心檢測示意圖。
圖4-圖6是U、V向回轉(zhuǎn)中心位置誤差分析示意圖。(其中圖4′、5′為調(diào)整后的位置狀態(tài)示意圖)圖7是用可調(diào)杠桿調(diào)節(jié)Va位置示意圖。
為了便于直觀形象地分析回轉(zhuǎn)中心的位置誤差，本發(fā)明將參照附圖對U、V向回轉(zhuǎn)中心檢測及調(diào)整方法作進(jìn)一步詳述。
參照圖1，讀數(shù)顯微鏡是本發(fā)明用于電極絲回轉(zhuǎn)中心檢測的專用設(shè)備，讀數(shù)顯微鏡在檢測使用狀態(tài)其光軸應(yīng)與工件支承面即底面平行，且中心高應(yīng)與工件刀口面等高;在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)安裝有一塊有正交十字刻線和刻度的分劃板，用于檢測和評價回轉(zhuǎn)中心的位置誤差。
參照圖2、圖3，以臥式擺動線架結(jié)構(gòu)的線切割機床為例介紹本發(fā)明的回轉(zhuǎn)中心檢測與調(diào)整方法。
1、電極絲U向回轉(zhuǎn)中心檢測與調(diào)整。
a、首先將讀數(shù)顯微鏡沿U向(導(dǎo)輪的徑向)放置，鏡頭正對電極絲調(diào)整好焦距，使垂直狀態(tài)的電極絲與分劃板的垂直線重合，分劃板的水平刻線則與工件刀口面等高，然后將線架沿V向(導(dǎo)輪的軸向)左右擺動，一般以擺動到兩極限位置為宜，此時位置誤差最大，檢測電極絲回轉(zhuǎn)至極限位置所形成的交點Ua是否在分劃板十字刻線的垂直線上，如果中心Ua不在垂直線上(參見圖4)，Ua在十字線之左則應(yīng)將導(dǎo)輪的軸向位置向右調(diào)節(jié)，反之亦然，直到Ua與垂直線重合為止(參見圖4′)。
b、仍用讀數(shù)顯微鏡在同一位置檢測回轉(zhuǎn)中心Ua是否落在分劃板的水平刻線上，因分劃板的水平刻線與刀口等高，回轉(zhuǎn)中心Ua若落在水平刻線上則說明Ua與工件刀口面等高，如Ua與水平刻線不重合則應(yīng)調(diào)節(jié)線架體與線架座的聯(lián)接螺釘或線架座底架尺寸，使回轉(zhuǎn)中心Ua調(diào)整至分劃板正交十字線的交點A，完成U向電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua的檢測與調(diào)整。
2、電極絲V向回轉(zhuǎn)中心檢測與調(diào)整c、將讀數(shù)顯微鏡轉(zhuǎn)過90°沿V向放置，使線架上下臂前伸后縮，令電極絲傾斜到左右兩個極限位置，在顯微鏡中觀察電極絲在兩極限位置所形成的交點Va對分劃板水平刻線的位置，若Va不在水平刻線上(參見圖5)Va低于分劃板的水平刻線則杠桿支點向下調(diào)節(jié)即調(diào)短上杠桿臂，反之則應(yīng)向上調(diào)節(jié)杠桿支點，即調(diào)長上杠桿臂，邊觀察邊調(diào)整，逐步逼近最終Va處于分劃板的水平刻線上即與工作刀口面等高。(見附圖5′，附圖7)(注)上述的以應(yīng)用較普遍的臥式擺動線架結(jié)構(gòu)線切割機床為例說明本發(fā)明的檢測與調(diào)整方法。事實上在十字拖板式或雙十字拖板式結(jié)構(gòu)的線切割加工機床本發(fā)明的檢測與調(diào)整仍可有效地應(yīng)用。具體的檢測與調(diào)整則更為簡單，將讀數(shù)顯微鏡置于X、Y工作臺上，當(dāng)U、V、X、Y四軸聯(lián)動時，仍可有效地檢測電極絲在U、V兩個方向的回轉(zhuǎn)中心Ua′和Va′，此時已不存在線架回轉(zhuǎn)軸線，所以沒有軸線是否通過電極絲的問題，只要U、V兩方向的電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua′、Va′件刀口面等高即可。而不管是十字拖板式或還是雙十字拖板式的線切割機床，都只要調(diào)整計算機輸出給步進(jìn)電機的脈沖數(shù)，增加或減少補償量，就可以改變電極絲上部和下部各自的移動量，從而改變比例關(guān)系，使電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua′和Va′上升或下降，達(dá)到調(diào)節(jié)的目的。
本發(fā)明的方法對線切割加工錐度其電極絲回轉(zhuǎn)中心的檢測與調(diào)整直觀、簡便、富有實效;可以較大幅度地提高線切割錐度加工的精度。舉例說明如下(參見圖6、7)假定在半錐角為4.5°時，回轉(zhuǎn)中心比工件刀口平面高0.10mm則由△OAB可知AB＝OB。tg4.5°＝0.1·tg4.5°≈8um，刀口平面上的圓孔直徑將擴大2×AB＝16um，由此可知如U、V方向的回轉(zhuǎn)中心不重合，其高度差為0.10mm時，那么切圓時將產(chǎn)生0.016mm的橢圓度，這已超過直壁工件本身的允差值。何況沒有讀數(shù)顯微鏡這樣的檢測工具要保證U、V向回轉(zhuǎn)中心差在0.10mm以內(nèi)也是十分困難，這也是目前線切割錐度加工機床難以保證刀口精度的主要原因，采用本發(fā)明方法以后，以一般讀數(shù)顯微鏡的精度，保證回轉(zhuǎn)中心高度差在0.02mm以內(nèi)應(yīng)該是不困難的。那么刀口誤差將降到2um(當(dāng)半錐角為4.5°時)相應(yīng)的橢圓度可降至約4um，可見本發(fā)明方法對提高錐度切割精度所起的作用。此外當(dāng)調(diào)節(jié)傳動杠桿比來調(diào)整回轉(zhuǎn)中心Va與工件刀口面等高時，錐度角不同相應(yīng)的杠桿比調(diào)節(jié)也略有差別，但通過計算可以證明其差別極微小，例如當(dāng)錐角為9°時與錐角為3°時，同樣的高度調(diào)整量例如0.5mm，傳動杠桿比調(diào)整量誤差為千分之五微米完全可以忽略不計。
注V向觀察電極絲時，由于導(dǎo)輪有一定半徑，電極絲不存在統(tǒng)一交點，Va位置與理論交點有一誤差，誤差為導(dǎo)輪半徑及電極絲傾角的函數(shù)，這已由前面提到的奚、于一文所闡述，該項誤差可根據(jù)該文所提出的公式用計算機進(jìn)行運算、補償。所以本發(fā)明認(rèn)為這問題已經(jīng)解決，在檢測時只消檢測電極絲向左、右傾斜到對稱位置時，兩者的交點Va是否落在分劃板上水平刻線上即已達(dá)到調(diào)整目的，如欲尋找“真正的”交點，只有開動計算機，對X、Y拖板增加補償運動方能看到，結(jié)果也完全相同，所以并無必要，只要按說明中辦法進(jìn)行就可以了。
權(quán)利要求
1.一種用于線切割錐度加工時電極絲回轉(zhuǎn)中心的檢測方法，其特征在于采用一光軸平行于底面，中心高與工件刀口面等高的，且內(nèi)設(shè)有正交十字刻線與刻度的讀數(shù)顯微鏡，從正交的U、V兩個方向檢測電極絲的實際回轉(zhuǎn)中心及實際回轉(zhuǎn)中心與工件刀口面的高度差；a、將讀數(shù)顯微鏡沿U向放置，鏡頭正對電極絲調(diào)整好焦距，U向檢測電極絲在V向回轉(zhuǎn)形成的電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua與分劃板垂直刻線的位置；b、U向檢測電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua與分劃板中水平刻線的位置；c、將讀數(shù)顯微鏡沿V向放置，V向檢測電極絲回轉(zhuǎn)中心Va與分劃板中水平刻線的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua、Va的檢測順序視工況可以互換。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua、Va的檢測在電極絲V、U向回轉(zhuǎn)至極限位置形成的最大誤差狀態(tài)下進(jìn)行。
4.一種用于臥式擺動線架進(jìn)行錐度切割其電極絲回轉(zhuǎn)中心的調(diào)整方法，其特征在于采用讀數(shù)顯微鏡對電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua、Va進(jìn)行檢測，從U、V兩方向調(diào)整電極絲實際回轉(zhuǎn)中心與分劃板十字刻線的位置;a、調(diào)節(jié)導(dǎo)絲輪的軸向位置，將U向回轉(zhuǎn)中心Ua調(diào)整到與分劃板垂直刻線重合;b、調(diào)節(jié)線架高低，將U向回轉(zhuǎn)中心Ua調(diào)整到與分劃板水平刻線重合;c、調(diào)節(jié)線架傳動杠桿比將V向回轉(zhuǎn)中心Va調(diào)整到與分劃板水平刻線重合。
5.一種用于線切割錐度加工時電極絲回轉(zhuǎn)中心的檢測與調(diào)整方法，電極絲根據(jù)錐度加工要求，由計算機控制十字拖板或雙十字拖板的位移，使電極絲相對工件傾斜，其特征在于將一光軸平行于底面，中心高與工件刀口面等高的，且內(nèi)設(shè)有正交十字刻線與刻度的讀數(shù)顯微鏡置于XY工作臺，當(dāng)U、V、X、Y四軸聯(lián)動時，從正交的U、V方向檢測電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua′Va′是否與分劃板水平刻線重合，若不重合則需調(diào)整計算機輸出給步進(jìn)電機的脈沖數(shù)，增加或減少補償量，調(diào)節(jié)電極絲上部或下部拖板各自的位移量，對電極絲回轉(zhuǎn)中心Ua′或Va′進(jìn)行高度補償。
全文摘要
本發(fā)明涉及線切割錐度加工時電極絲回轉(zhuǎn)中心的檢測與調(diào)整方法?，F(xiàn)有技術(shù)因電極絲的回轉(zhuǎn)中心無法檢測也無從調(diào)整，精度難以保證。本發(fā)明采用一光軸平行于底面且內(nèi)設(shè)有正交十字刻線與刻度的讀數(shù)顯微鏡從正交的U、V兩方向檢測電極絲回轉(zhuǎn)中心實際位置，逐步將電極絲調(diào)整為一有共同交點的線束并與工件刀口面等高。本發(fā)明的檢測與調(diào)整方法簡便、直觀，易于推廣使用，能較大幅度地提高線切割錐度加工的精度。
文檔編號B23H7/06GK1047464SQ90103560
公開日1990年12月5日 申請日期1990年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月12日
發(fā)明者陳仁哲 申請人:杭州無線電專用設(shè)備一廠