CN104842251A - 数控丝磨切割加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控丝磨切割加工中心，采用铣加工设备原理、传统线切割设备原理及带锯床设备加工原理，即金钢丝依次经过两个或两个以上包胶丝盘、包胶滑轮组、万向包胶轮、包胶滑轮、包胶丝盘并形成一个回路，机床床身旁设有Y轴工作台，Y轴工作台上设有X轴工作台。本发明采用铣加工设备原理、传统线切割设备原理及带锯床设备加工原理，实现三机一体化，可实现X﹑Y﹑Z轴三轴联动；本发明确保磨切割平面及垂直精度，保证丝磨切割过程中磨切割表面的精度和光洁度；本发明的磨切割面平整、光滑，如镜面，误差小，精度高，可以磨切割的洛氏硬度≤65°；本发明采用防护罩，可以起到环保、降低噪音的效果。

Description

数控丝磨切割加工中心

技术领域

本发明涉及一种数控丝磨切割加工中心。

背景技术

目前，丝切割分为快走丝、中走丝、慢走丝，这些丝切割均需要通过放电才能加工，仅限于加工金属材料。其中，快走丝切割已被发达国家弃用，因为其工作环境脏，精度差，切割后产品的表面光洁度差，耗能大；而现在国产慢走丝切割质量不稳定，采用铜丝放电加工，加工后铜丝报废，慢走丝切割加工速度慢，收费高，效率低，但是进口慢走丝切割价格昂贵。传统线切割铜丝走丝后必须启程返回到铜丝桶，切割效率低。如切割珠宝时的切割方式仍然停留在锯片切割开料，这种切割方式低效应、高浪费、精度差，锯片厚度超过2mm以上，这样切缝就具有2mm以上，浪费了珠宝的原材料，而且锯片的切面不平整，光洁度差。现有切割超硬度材料的加工方式十分困难，工艺繁琐，效率低，精度差。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种切割精度高、节约能源的数控丝磨切割加工中心。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种数控丝磨切割加工中心，包括机床底座和防护罩，防护罩上设有***控制面板，防护罩上开有加工门，机床底座上设有机床床身，机床床身上设有两个或两个以上包胶丝盘，每两个包胶丝盘之间呈直线排布，每个包胶丝盘均通过主轴连接有同步带轮，每两个同步带轮之间通过同步带相连，其中一个同步带轮通过同步带与电机相连，机床床身的一端上方设有绕丝装置，机床床身的另一端上部设有Z轴升降***， Z轴升降***连接有出丝横臂，出丝横臂的顶端通过角度变化***连接有出丝头，出丝横臂和出丝头上设有一组包胶滑轮组，包胶滑轮组中的其中一个滑轮连接有张紧微调装置，出丝头的出丝口处设有至少一个出丝四轮***，机床床身的下部设有回丝臂，回丝臂上设有多个包胶滑轮，置于最外侧的包胶滑轮为万向包胶轮，回丝臂上设有至少一个回丝四轮***，机床床身上设有自动焊接装置，金钢丝经过包胶丝盘、包胶滑轮组、万向包胶轮、包胶滑轮、包胶丝盘并形成一个回路，机床床身旁设有Y轴工作台，Y轴工作台置于Y轴线型轨道上，Y轴工作台由滚珠丝杆和伺服电机带动，Y轴工作台上设有X轴轨道，X轴轨道上设有X轴工作台，X轴工作台上设有两个对称设置的工作台桥梁，X轴工作台由滚珠丝杆和伺服电机带动。

本发明的进一步改进在于：机床床身采用铸件结构，机床床身为矩形框架结构，包胶丝盘的直径与机床床身的前后支撑点之间的距离之比为1:0.7-0.9。

本发明的进一步改进在于：金钢丝的切割速度为100m/min-450m/min。

本发明的进一步改进在于：每个包胶丝盘的直径为200mm-500mm。

本发明的进一步改进在于：每个包胶丝盘绕有80-240圈的金钢丝。

本发明的进一步改进在于：每个包胶丝盘采用金属、合金材料。

本发明的进一步改进在于： Z轴升降***包括Z轴伺服电机和Z轴滚珠丝杆。

本发明的进一步改进在于：角度变化***包括伺服电机和蜗轮蜗杆装置。

本发明的进一步改进在于： Y轴工作台与X轴工作台的两侧均设有伸缩式防护罩。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明采用铣加工设备原理、传统线切割设备原理及带锯床设备加工原理，实现三机一体化，可实现X﹑Y﹑Z轴三轴联动；本发明确保磨切割平面及垂直精度，保证丝磨切割过程中磨切割表面的精度和光洁度；本发明采用金钢丝，可以连续重复使用，始终处于加工状态，增加使用寿命，可以连续负荷磨切割一周以上，提高了生产力；本发明的磨切割面平整、光滑，如镜面，误差小，精度高，可以磨切割的洛氏硬度≤65°；本发明采用防护罩，可以起到环保、降低噪音的效果；本发明采用磨切割，是因为金刚丝表面有无数耐磨颗粒，磨切割就是金刚丝在运动过程中其表面对加工件进行的磨切割。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的立体图；

图3为图1中A部的放大图；

图4为图1中B部的放大图；

图5为具有防护罩的结构试图；

图中标号：1-机床底座、2-机床床身、3-包胶丝盘、4-主轴、5-同步带轮、6-同步带、7-电机、8-绕丝装置、9-出丝横臂、10-出丝头、11-张紧微调装置、12-出丝四轮***、13-回丝臂、14-万向包胶轮、15-回丝四轮***、16-自动焊接装置、17-金钢丝、18-防护罩、19-***控制面板、20-Y轴工作台、21-Y轴线型轨道、22-X轴工作台、23-工作台桥梁、24-Z轴伺服电机、25-Z轴滚珠丝杆、26-伺服电机、27-蜗轮蜗杆装置、28-伸缩式防护罩。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1至图5示出了本发明数控丝磨切割加工中心的一种实施方式，包括机床底座1和防护罩18，防护罩18上设有***控制面板19，***控制面板可以控制每个电机7，使其相应的部件开始或停止工作。

防护罩18上开有加工门，机床底座1上设有机床床身2，机床床身2上设有两个或两个以上包胶丝盘3，每两个包胶丝盘3之间呈直线排布，机床床身2采用铸件结构，机床床身2为矩形框架结构，可以增强设备的稳定性，不易时效变形，包胶丝盘3的直径与机床床身2的前后支撑点之间的距离之比为1:0.7-0.9，机床床身2的前后支撑点之间的距离即为机床床身2的宽度，机床床身的结构尺寸是按照包胶丝盘的重量和其运动所产生的惯性力计算出来的，以此来设定机床床身的开档距离，保证了每个包胶丝盘的同心度、跳动度以及两轮之间的平行度等，包胶丝盘在转动时不易跳动，更加稳定。

每个包胶丝盘3均通过主轴4连接有同步带轮5，每两个同步带轮5之间通过同步带6相连，其中一个同步带轮5通过同步带6与电机7相连，机床床身2的一端上方设有绕丝装置8，机床床身2的另一端上部设有Z轴升降***，Z轴升降***连接有出丝横臂9，Z轴升降***包括Z轴伺服电机24和Z轴滚珠丝杆25，出丝横臂可以通过Z轴升降***来带动升降，是为了控制出丝口与X轴工作台台面的实际加工距离，按照加工工件尺寸要求灵活、有效地控制丝磨切割的实际长度，从而更精确的减少因丝磨切割加工过程中产生的抖动，提高加工精度和表面光洁度。

出丝横臂9的顶端通过角度变化***连接有出丝头10，角度变化***包括伺服电机26和蜗轮蜗杆装置27，角度变化***可以使得出丝头10上的包胶滑轮倾斜，倾斜的角度最大为15°，即出丝口通过角度变化***可变化丝磨切割的任意角度，可加工斜面或锥面，摆脱单一的直线、平面的加工方式。

出丝横臂9和出丝头10上设有一组包胶滑轮组，包胶滑轮组中的其中一个滑轮连接有张紧微调装置11，金刚丝采用循环传动，张紧微调装置11可以在出丝横臂9上下移动过程中对滑轮的上下位置进行微调，使金刚丝在磨切割加工中处于所需的紧绷状态。

出丝头10的出丝口处设有至少一个出丝四轮***12，丝磨切割加工因金刚丝传动呈直线方向运动，当Y轴工作台20与X轴工作台22同时工作时，金刚丝易改变受力方向，无法变化角度，易差生偏差和改变受力方向，通过出丝口设计出丝四轮***12来控制金刚丝运行过程中不受外力影响而改变作用力，解决Y轴工作台20与X轴工作台22同时加工时的不稳定性，保证加工的精度。

机床床身2的下部设有回丝臂13，回丝臂13上设有多个包胶滑轮，置于最外侧的包胶滑轮为万向包胶轮14，可以配合金刚丝在斜加工和锥度加工时所需变化的角度，回丝臂13上设有至少一个回丝四轮***15，可以调整倾斜后的金刚丝，使金刚丝可以呈直线的状态，并准确地回绕到包胶滚轮上。

机床床身2上设有自动焊接装置16，可以将金刚丝的两端焊接，使金刚丝形成一个回路，金钢丝17经过包胶丝盘3、包胶滑轮组、万向包胶轮14、包胶滑轮、包胶丝盘3并形成一个回路，自动焊接装置16为内藏式微型自动焊接装置，结构简单，使用方便，还能完成穿孔要求，可以快速焊接金刚丝的连接处，并保证焊接后金刚丝的提升力。

机床床身2旁设有Y轴工作台20，Y轴工作台20置于Y轴线型轨道21上，Y轴工作台20由滚珠丝杆和伺服电机带动，Y轴工作台20上设有X轴轨道，X轴轨道上设有X轴工作台22，X轴工作台22上设有两个对称设置的工作台桥梁23，用来卡住被切割的产品，防止产品移动，X轴工作台18由滚珠丝杆和伺服电机带动；Y轴工作台20与X轴工作台22的两侧均设有伸缩式防护罩28，当Y轴工作台20向右运动时，Y轴工作台20左侧的伸缩式防护罩28就会伸出来，而右侧的伸缩式防护罩28就会缩进去，X轴工作台22也为同样的原理，这样是为了保护切割下来的细屑不会掉落到轨道中，保证工作台正常的移动。

金钢丝17的切割速度为100m/min-450m/min，最佳速度为300m/min，因为速度太快会造成金钢丝的断裂，而速度太慢无法切割。每个包胶丝盘3的直径为200mm-450mm，最佳直径为300mm。每个包胶丝盘3绕有80-240圈的金钢丝，最佳为150圈，可以增加金钢丝运转过程中的阻力，不致于打滑，切割更加流畅。每个包胶丝盘3采用金属、合金材料，这样包胶丝盘3密度高、重量轻，减小运动过程中产生的惯性对机床造成的精度影响。

本发明适用于机械制造业、珠宝加工业、矿石开采业（如大理石等石材切割）、木材加工业、医疗设备制造行业、超硬材料制造行业、船舶制造业。

加工直径为50mm、壁厚为50mm的内孔，采用慢走丝的加工时间约为80分钟，而采用本发明加工，仅需要8分钟。本发明采用铣加工设备原理、传统线切割设备原理及带锯床设备加工原理，实现三机一体化，可实现X﹑Y﹑Z轴三轴联动；本发明确保切割平面及垂直精度，保证丝切过程中切割表面的精度和光洁度；本发明采用金钢丝，可以连续重复使用，始终处于加工状态，增加使用寿命，可以连续负荷切割一周以上，提高了生产力；本发明的切割面平整、光滑，如镜面，割缝只有0.2mm，误差小，误差≤0.002mm，精度高，可以切割的洛氏硬度≤65°。

Claims (9)

1.一种数控丝磨切割加工中心，包括机床底座（1）和防护罩（18），所述防护罩（18）上设有***控制面板（19），所述防护罩（18）上开有加工门，其特征在于：所述机床底座（1）上设有机床床身（2），所述机床床身（2）上设有两个或两个以上包胶丝盘（3），每两个所述包胶丝盘（3）之间呈直线排布，每个所述包胶丝盘（3）均通过主轴（4）连接有同步带轮（5），每两个所述同步带轮（5）之间通过同步带（6）相连，其中一个所述同步带轮（5）通过同步带（6）与电机（7）相连，所述机床床身（2）的一端上方设有绕丝装置（8），所述机床床身（2）的另一端上部设有Z轴升降***，所述Z轴升降***连接有出丝横臂（9），所述出丝横臂（9）的顶端通过角度变化***连接有出丝头（10），所述出丝横臂（9）和所述出丝头（10）上设有一组包胶滑轮组，所述包胶滑轮组中的其中一个滑轮连接有张紧微调装置（11），所述出丝头（10）的出丝口处设有至少一个出丝四轮***（12），所述机床床身（2）的下部设有回丝臂（13），所述回丝臂（13）上设有多个包胶滑轮，置于最外侧的包胶滑轮为万向包胶轮（14），所述回丝臂（13）上设有至少一个回丝四轮***（15），所述机床床身（2）上设有自动焊接装置（16），金钢丝（17）经过包胶丝盘（3）、包胶滑轮组、万向包胶轮（14）、包胶滑轮、包胶丝盘（3）并形成一个回路，所述机床床身（2）旁设有Y轴工作台（20），所述Y轴工作台（20）置于Y轴线型轨道（21）上，所述Y轴工作台（20）由滚珠丝杆和伺服电机带动，所述Y轴工作台（20）上设有X轴轨道，所述X轴轨道上设有X轴工作台（22），所述X轴工作台（22）上设有两个对称设置的工作台桥梁（23），所述X轴工作台（22）由滚珠丝杆和伺服电机带动。

2.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：所述机床床身（2）采用铸件结构，所述机床床身（2）为矩形框架结构，所述包胶丝盘（3）的直径与所述机床床身（2）的前后支撑点之间的距离之比为1:0.7-0.9。

3.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：所述金钢丝（17）的切割速度为100m/min-450m/min。

4.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：每个所述包胶丝盘（3）的直径为200mm-500mm。

5.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：每个所述包胶丝盘（3）绕有80-240圈的金钢丝。

6.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：每个所述包胶丝盘（3）采用金属、合金材料。

7.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：所述Z轴升降***包括Z轴伺服电机（24）和Z轴滚珠丝杆（25）。

8.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：所述角度变化***包括伺服电机（26）和蜗轮蜗杆装置（27）。

9.根据权利要求1所述数控丝磨切割加工中心，其特征在于：所述Y轴工作台（20）与所述X轴工作台（22）的两侧均设有伸缩式防护罩（28）。