CN101791729A - 数控电火花快速走丝线切割机床的电极丝走丝机构 - Google Patents

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袁大伟
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Abstract

一种数控电火花快速走丝线切割机床的电极丝走丝机构，其包括轴心线相平行的滚丝筒、上导轮以及下导轮，电极丝绕在滚丝筒、上导轮和下导轮上并在滚丝筒的带动下移动，该走丝机构还包括一可沿滚丝筒的径向移动的支承部件，滚丝筒转动连接于该支承部件。电极丝在滚丝筒的带动下移动，经过上导轮和下导轮后收到滚丝筒上，在电极丝运行过程中发生松弛现象时，支承部件可以沿滚丝筒的径向移动，带动滚丝筒向远离上导轮和下导轮的方向移动，从而将电极丝再次张紧，使其保持恒张力，由于走丝机构的上半部和下半部部件均等，因而电极丝在正向运动和反向运动时也可保持其在加工区域的张力不变，从而可提高线切割机床加工的表面光洁度和尺寸精度。

Description

数控电火花快速走丝线切割机床的电极丝走丝机构
技术领域
本发明涉及一种数控电火花快速走丝线切割机床，特别涉及该机床上的电极丝的走丝机构。
背景技术
参照附图1-2，数控电火花快速走丝线切割机床是一种通过作往复运动的电极丝1对导电体5通过放电的方式进行加工的数控机床，在加工过程中，电极丝是往复运动的，电极丝从滚丝筒2的上端通向上导轮3，再进入下导轮4，然后再到达滚丝筒的另一端。而在滚丝筒正转使电极丝运动到滚丝筒的一端时，即由行程开关控制反转，使电极丝反向移动，当电极丝移动到滚丝筒的另一端时，同样由行程开关控制而转为正向移动，电极丝的往复运动即如此进行。
由于电极丝放电，且电极丝在走丝的过程中受自身张力作用，因而电极丝会松弛，其长度将延长，直接影响电极丝的张紧力和抗拉强度，而由于电极丝变松、张紧力变小，将会直接影响加工零件的光洁度和加工精度。
为了解决这一问题，本领域的技术人员主要针对电极丝如何保持恒张力的方法作了研究，附图3就反映了一种解决电极丝松弛问题的机构，从图中可以看出，在电极丝1的行进途中增设了主要由三个导丝轮、滑块8、定滑轮10以及配重块20构成的张力机构，其中有一个导丝轮9位于另外两个导丝轮7之间，且这个导丝轮9连接于滑块8上，电极丝1绕过三个导丝轮而被三者张紧，连接于配重块20与滑块8之间的牵引绳绕在定滑轮10上，当电极丝在运动过程中松弛时，滑块8在配重块20的牵引下向上移动，从而带动导丝轮9上移，以将松弛的电极丝再拉紧。但是，从图2中可以看出，整个走丝机构的上半部比下半部多了三个导丝轮，而带动导丝轮转动需要一定的拉力，故在电极丝正向移动和反向移动时其在加工区域A段的电极丝张力会有所变化，具体对照于附图3，即在加工区域A段内电极丝在向下运动时张力大，向上运动时张力小。电极丝在加工区域A段内的张力变化会引起电极丝在上导轮3和下导轮4上定位不稳定，从而影响加工精度和加工广度，并且，由于增加了三个导丝轮，使得作往复运动的电极丝更容易产生疲劳损坏，发生断丝，影响加工的稳定性及加工质量。
目前还有另外一种改进型的解决电极丝松弛问题的机构，如附图4所示，即在图3所示机构的基础上在走丝机构的下部增加了与图3所示类似的张力机构，该张力机构的增加基本解决了加工区域A段的张力变化问题，但由于又增加了三个导丝轮，更加重了电极丝的疲劳程度，故电极丝更易发生断丝现象，影响加工稳定性和质量。
发明内容
本发明目的就是要提供一种数控电火花快速走丝线切割机床的电极丝走丝机构，其可保持电极丝在运动过程中的恒张力。
本发明的技术方案是提供一种数控电火花快速走丝线切割机床的电极丝走丝机构，其包括轴心线相平行的滚丝筒、上导轮以及下导轮，电极丝绕在滚丝筒、上导轮和下导轮上并在滚丝筒的带动下移动，该走丝机构还包括一可沿滚丝筒的径向移动的支承部件，滚丝筒转动连接于该支承部件。电极丝在滚丝筒的带动下移动，经过上导轮和下导轮后收到滚丝筒上，在电极丝运行过程中发生松弛现象时，支承部件可以沿滚丝筒的径向移动，带动滚丝筒向远离上导轮和下导轮的方向移动，从而将电极丝再次张紧，以保证电极丝有一个恒定的张力。
进一步地，支承部件上具有轴承座，滚丝筒可以通过转轴与轴承座相转动连接。通过转轴相对轴承座转动，使得滚丝筒可以相对支承部件转动，因而支承部件既作为滚丝筒的转动支承，同时又作为牵引滚丝筒移动的驱动部件。这种结构的实施比较容易，功能也很可靠。
优选地，支承部件可以与一牵拉部件相连接，该牵拉部件给支承部件提供一作用力，使支承部件产生远离上导轮和下导轮移动的趋势。牵拉部件可以由多种方式来实施，其最好给支承部件提供一个恒定的作用力，且作用力的大小可根据电极丝所需的张力来定，使得在电极丝松弛时，滚丝筒可及时随支承部件移动，从而可进一步保证电极丝在运行过程中能始终基本保持一个恒定的张力。
优选地，支承部件最好设置于一导轨上，以沿导轨移动，从而对支承部件乃至滚丝筒的移动方向进行限定。
本发明与现有技术相比，具有下列优点：通过滚丝筒移动来张紧电极丝，使其保持恒张力，由于走丝机构的上半部和下半部部件均等，因而电极丝在正向运动和反向运动时也可保持其在加工区域的张力不变，而由于未增加导丝轮来导向电极丝，因而可消除因导丝轮增加而引起的电极丝疲劳损坏导致断丝的问题，从而可提高线切割机床加工的表面光洁度和尺寸精度。
附图说明
附图1为现有技术中的一种数控电火花快速走丝线切割机床的结构示意图；
附图2为图1所示结构中的电极丝走丝机构部分的俯视示意图；
附图3为现有技术中的另外一种数控电火花快速走丝线切割机床的结构示意图，该图所示结构中的电极丝走丝机构相对于图1所示结构中的电极丝走丝机构有所改进；
附图4为现有技术中的再一种数控电火花快速走丝线切割机床的结构示意图，该图所示结构中的电极丝走丝机构相对于图2所示结构中的电极丝走丝机构进一步改进；
附图5为根据本发明实施的一种数控电火花快速走丝线切割机床的结构示意图；
其中：1、电极丝；2、滚丝筒；21、转轴；3、上导轮；4、下导轮；5、导电体；61、轴承座；62、移动架；7、导丝轮；8、滑块；9、动滑轮；10、定滑轮；20、配重块；30、导轨。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细阐述。
图5反映了一种根据本发明实施的数控电火花快速走丝线切割机床，结合图1-4所反映的现有技术可以看出，图5反映的结构主要在走丝机构的滚丝筒2部分进行了结构改进。
在图5所示的实施例中，走丝机构主要由滚丝筒2、上导轮3、下导轮4、支承部件以及电极丝1构成，电极丝1分别绕过滚丝筒2、上导轮3和下导轮4，其中，电极丝1在滚丝筒2上绕很多圈，该特点可参见图2所示的现有技术结构。上导轮3和下导轮4可采用本领域技术中惯常使用的部件，其结构形状也可参见图2所示，上导轮3和下导轮4都是在沿各自的厚度方向越往中部位置越小的，从图2反映的俯视角度看，或从导轮的某一横断面上看，两个导轮的边缘都形成V形的槽。滚丝筒2、上导轮3以及下导轮4三者的轴心线相平行，且上导轮3相对处于下导轮4上侧。
滚丝筒2在转动的同时承担卷丝或放丝的工作，结合图5所示的实施例，电极丝1的实际走丝路线可描述为：当滚丝筒2按顺时针方向转动时，电极丝1由滚丝筒2的上端放出，通向上导轮3上的V形槽，然后进入下导轮4上的V形槽，再进入滚丝筒2的下端而被卷取；当滚丝筒2案逆时针方向转动时，电极丝1则从滚丝筒2的下端放出，经过下导轮4上的V形槽和上导轮3上的V形槽后到达滚丝筒2的上端，然后被滚丝筒2卷取。实际上，对于快速走丝的机床来说，电极丝1是要做往复运动的，也就是说，在电极丝1的运动过程中，当电极丝到达滚丝筒2的一端时，由行程开关控制滚丝筒2反向转动，使电极丝反向移动，而当电极丝1到达滚丝筒2的另一端时，同样由行程开关控制反向，使电极丝1按照这样往复运动。
在电极丝1往复运动的过程中，会对导电体5放电以进行加工，而在此过程中，电极1由于放电以及其自身张力的作用会变长变松，此时就需要在走丝机构中增加控制电极1的张紧度的装置，在图5所示的实施例中，用来控制滚丝筒2移动的牵引机构即为这样的装置。
参见图5所示，支承部件包括移动架62和轴承座61，滚丝筒2通过转轴21与轴承座61相连接，该转轴21与滚丝筒2同轴心线，且该转轴21可在轴承座61上转动，轴承座61本身最好采用固定连接的方式与移动架62相结合。对移动架62可施加一个恒定的拉力P(图5所示的作用力方向朝左)，拉力P的大小可根据电极丝1本身所需要的张力来设定。当电极丝1松弛时其自身张紧力变小，这时，移动架62便会在拉力P的作用下向左移动，使得滚丝筒2随轴承座61一起向图5所示的左侧移动，也就是朝远离上导轮3和下导轮4的方向移动，直至电极丝1再张紧，以此来使电极1在整个加工过程中始终保持基本恒定的张力。
在移动架62的下方最好安排导轨30，如图5所示的那样，移动架62的移动受导轨30导向，可避免移动架62偏位，导致轴承座61和滚丝筒2随之偏位而使电极丝1在上导轮3和下导轮4的V形槽内的定位不准确。
移动架62可在拉力P的作用下在导轨30上移动，如上文所陈述的，拉力P最好为一个恒定的作用力，以使电极1在松弛时可随时向图5中所示的左侧进行缓慢移动，从而在理论上保证电极丝1在加工区域始终有一个恒定的张力。拉力P可以通过配重块来提供，也可以采用伺服电机或可逆电机来实现，这些都属于本领域技术人员所熟悉掌握的知识，故在此不再采用附图作详细解释。
以上对本发明的特定实施例结合图示进行了说明，但本发明的保护内容不仅仅限定于以上实施例，在本发明的所属技术领域中，只要掌握通常知识，就可以在其技术要旨范围内，进行多种多样的变更。

Claims (4)

1.一种数控电火花快速走丝线切割机床的电极丝走丝机构，包括轴心线相平行的滚丝筒、上导轮以及下导轮，电极丝绕在滚丝筒、上导轮和下导轮上并在滚丝筒的带动下移动，其特征在于：该走丝机构还包括一可沿滚丝筒的径向移动的支承部件，所述滚丝筒转动连接于该支承部件。
2.根据权利要求1所述的电极丝走丝机构，其特征在于：所述支承部件上具有轴承座，所述滚丝筒通过一转轴与轴承座相转动连接。
3.根据权利要求1或2所述的电极丝走丝机构，其特征在于：所述支承部件与一牵拉部件相连接，该牵拉部件给支承部件提供一作用力，使支承部件产生远离上导轮和下导轮移动的趋势。
4.根据权利要求1或2所述的电极丝走丝机构，其特征在于：所述支承部件可移动地设置于一导轨上。
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