CN111167972A - 一种金属线材的线切割式切丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属线材的线切割式切丝装置，包括线切割机，在线切割机的工作平台上设有细丝卡具和布丝机构，所述细丝卡具上设有多个供金属丝通过并能夹紧金属丝的线槽，细丝卡具上还均匀间隔设置多个垂直于所述线槽的直线通槽，以在线槽长度上等分线槽，相邻直线通槽之间的距离为金属丝的切丝长度，线切割机的切割线沿直线通槽移动，对线槽内的金属丝切割；所述布丝机构用于张紧待切割的金属丝，包括分设于细丝卡具两侧的送丝机构和拉丝机构，拉丝机构牵拉金属丝使得金属丝通过细丝卡具的线槽并被张紧。本装置可以在一定范围内任意设定切丝长度，工装更换易于操作，且切丝精度易于控制，精度更高。

Description

一种金属线材的线切割式切丝装置

技术领域

本发明属于切丝技术领域，具体涉及一种金属线材的线切割式切丝装置。

背景技术

现在金属线材的切丝机，是在金属线材上下两侧各设有一个切刀盘，两个切刀盘均布设有两把切刀，用电机带动两个切刀盘同速反向转动，两个切刀盘切刀刃口同时接触金属线材，完成剪切。剪切时，切刀盘的切刀刃口切向线速度必须和送丝的线速度一致。如果切刀速度比送丝快的话，会对金属线材产生牵引力，速度慢的话则会对金属线材产生挤压力，这两种情况会引起金属线材的拉伤或挤伤、且切丝长度精度下降、切刀磨损加快。切丝长度靠刀盘直径控制，一种长度规格只能使用相应刀盘直径的切刀盘齿轮箱体组件，根据产品长度规格更换刀盘非常麻烦。

现在金属线材切丝机送丝机构中的送丝辊转速与切刀盘转速是固定的机械传动比方式，当送丝辊出现打滑时，切丝长度精度根本无法保证，且送丝辊与切刀盘之间的距离很远，中间常用同步带传动，由于机械传动***的误差，切丝长度精度相对比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属线材的线切割式切丝装置，在现有的线切割机的工作平台上安装使用特定的工装夹具，可以在一定范围内任意设定切丝长度，工装更换易于操作，且切丝精度易于控制，精度更高。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种金属线材的线切割式切丝装置，包括线切割机，在线切割机的工作平台上设有细丝卡具和布丝机构，所述细丝卡具上设有多个供金属丝通过并能夹紧金属丝的线槽，细丝卡具上还均匀间隔设置多个垂直于所述线槽的直线通槽，以在线槽长度上等分线槽，相邻直线通槽之间的距离为金属丝的切丝长度，线切割机的切割线沿直线通槽移动，对线槽内的金属丝切割；所述布丝机构用于张紧待切割的金属丝，包括分设于细丝卡具两侧的送丝机构和拉丝机构，拉丝机构牵拉金属丝使得金属丝通过细丝卡具的线槽并被张紧。

所述细丝卡具包括上模和下模，上模和下模之间通过翻转合页转动连接，以实现合模或打开，上模和下模通过凸凹结构进行合模的定位。

所述线槽由分别设置在细丝卡具上模和下模的两个半圆形凹槽组成。

所述直线通槽包括上模所设置的上模通槽和下模所设置的下模通槽，细丝卡具合模后，上模通槽和下模通槽上下一一对应。

所述送丝机构的数量和所述细丝卡具上线槽的数量一致，每个送丝机构包括金属丝卷和张紧机构，待切割的金属丝缠绕在金属丝卷上，所述张紧机构设置在金属丝卷和细丝卡具之间，用于和拉丝机构相配合实现金属丝的张紧。

所述拉丝机构包括金属丝卡嘴、锁紧件和直线驱动机构，所述锁紧件和直线驱动机构相连，锁紧件用于控制金属丝卡嘴夹紧金属丝。

所述金属丝卡嘴为转动连接的两个弹性夹，每个弹性夹的前端为夹紧金属丝的夹板，后端为连接锁紧件的尾部，且两个尾部之间设有弹簧，所述锁紧件上的锥孔套在两个弹性夹的尾部后，借助直线驱动机构的拉力，实现两个弹性夹前端夹板对金属丝的夹紧。

所述锁紧件为圆柱管，一端和所述直线驱动机构的动作执行部连接，另一端设置所述的锥孔。

所述的金属丝卡嘴设有两个，其中一个和所述锁紧件连接用于张紧金属丝，另一个呈松弛状态卡在所述张紧机构和细丝卡具之间的金属丝上。

所述线切割机的上线架上安装探头通过探头采集的图像确定切割线和细丝卡具上直线通槽宽度方向中心线是否重合。

利用本发明进行金属丝的切割时，其基本过程是：将细丝卡具装卡在线切割机工作平台上，且安装待切割的金属丝卷，将金属丝卷上牵出的金属细丝装入张紧机构和金属丝卡嘴；打开细丝卡具上模，启动拉丝机构，牵引金属丝卡嘴越过并到达细丝卡具后方，合模并卡紧细丝卡具，此时金属细丝被夹紧在细丝卡具的线槽中；取另一个金属丝卡嘴，呈松弛状态装卡在金属细丝卡具前的原金属丝卡嘴位置上。启动线切割机，使得切割线对准第一条直线通槽宽度的中心，启动探头，通过线切割机的控制***，确保在切割线沿直线通槽的宽度中心线进行移动完成金属丝的切割，移动完一条直线通槽后，切割线移动到相邻的直线通槽，依次进行金属丝的切割；切丝完成后，打开细丝卡具，用毛刷将切好细丝收集；如此周而复始，完成细丝精确切割。

本发明具有以下创新点及优点：1、本发明利用现有的线切割机，仅需根据金属丝直径以及切丝长度，更换合适的细丝卡具，就可以在一定范围内剪切出任意长度的金属线材，减少了设备在工作中的机械调整，提高了工作效率，增加了设备的通用性，实现了一机多用，降低了生产成本。

2、利用线切割机自身的控制***，可以实现金属切丝的数字化控制，操作简单，可实现金属线材生产的自动化。

3、本发明可以有效提高切丝长度的精度，提升产品的合格率，减少材料的浪费，而且，由于剪切长度精度非常高，生产出成品直接不经过外加工就能运用到某些要求特别高的行业，降低了用户生产成本和提高了生产效率。。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为图1的A-A剖视图；

图4为细丝卡具上模的B向视图；

图5为细丝卡具下模的B向视图；

图6为金属丝卡嘴和锁紧件的配合关系示意图；

图中标记：1、线切割机；1-1、切割线；1-2、上线架；

2、细丝卡具；2-1、上模；2-1-1、上模通槽；2-1-2、凹窝；2-2、下模；2-2-1、下模通槽；2-2-2、凸台；2-3、翻转合页；2-4、线槽；2-5、直线通槽；

3、布丝机构；3-1、金属丝卷；3-2、张紧机构；3-3、金属丝卡嘴；3-3-1、夹板；3-3-2、尾部；3-4、锁紧件；3-5、直线驱动机构；

4、调控机构；4-1、探头；4-2、控制***。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

参照附图所示，一种金属线材的线切割式切丝装置，包括线切割机1、细丝卡具2、布丝机构3和调控机构4四部分构成，其中细丝卡具2及布丝机构3安装在线切割机1工作平台上；调控机构4中的探头4-3安装在线切割机1的上线架1-2上。

所述线切割机1采用市售的线切割机，具有安装切割线1-1的上线架1-2和控制上线架1-2移动的驱动***。

所述的细丝卡具2包括上模2-1、下模2-2和翻转合页2-3。所述上模2-1和下模2-2分别设有多个半圆形凹槽，上模2-1和下模2-2通过翻转合页2-3连接，实现打开或合模，合模后，上模2-1和下模2-2的半圆形凹槽可组成用于卡丝的线槽2-4，半圆形凹槽直径比待切金属丝直径稍小，作为优选，半圆形凹槽直径比待切金属丝直径小1~100微米，以使线槽2-4夹紧金属丝。

所述细丝卡具2的上模2-1设有多条上模通槽2-1-1，下模2-2设有相同数量的下模通槽2-2-1，并且上模2-1和下模2-2合模后，上模通槽2-1-1和下模通槽2-2-2组成上下对应的直线通槽2-5，直线通槽2-5和所述线槽2-4垂直，这样多条均匀设置的直线通槽2-5就可以将线槽2-4沿长度方向进行等分，切割线1-1在直线通槽2-5内移动时，对线槽2-4内的金属丝进行切割，而相邻的直线通槽2-5之间的距离就是切丝的长度。为了便于切割线1-1在直线通槽2-5内移动，所述直线通槽2-5的宽度较切割线1-1直径大2~100微米。

为了便于合模时，上模通槽2-1-1和下模通槽2-2-1的对应精度以及半圆形凹槽的对应精度，在上模2-1和下模2-2上分别设置凸凹结构，利用凸凹配合进行合模的定位。例如，可以在上模2-1设置凹窝2-1-2，在下模2-2设置与凹窝2-1-2配合的凸台2-2-2，反之亦可。

所述布丝机构3主要用于牵引并张紧待切割的金属丝，包括分设于细丝卡具2两侧的送丝机构和拉丝机构，拉丝机构牵拉金属丝使得金属丝通过细丝卡具2的线槽2-4并被张紧。

所述送丝机构的数量和所述细丝卡具2上线槽2-4的数量一致，每个送丝机构包括金属丝卷3-1和张紧机构3-2，待切割的金属丝缠绕在金属丝卷3-1上，所述张紧机构3-2包括三个张紧轮，其中两个张紧轮上下设置并对向旋转，张紧轮可实现金属丝的张紧送丝。

所述拉丝机构包括金属丝卡嘴3-3、锁紧件3-4和直线驱动机构3-5，所述锁紧件3-4和直线驱动机构3-5相连，锁紧件3-4用于控制金属丝卡嘴3-3夹紧金属丝。

所述金属丝卡嘴3-3为转动连接的两个弹性夹，每个弹性夹的前端为夹紧金属丝的夹板3-3-1，后端为连接锁紧件3-4的尾部3-3-2，且两个尾部3-3-2之间设有弹簧，所述锁紧件3-4上的锥孔套在两个弹性夹的尾部3-3-2后，借助直线驱动机构3-5的拉力，实现两个弹性夹前端夹板3-3-1对金属丝的夹紧。所述锁紧件3-4为圆柱管，一端和所述直线驱动机构3-5的动作执行部连接，另一端设置所述的锥孔，为了便于拆卸，所述锁紧件3-4为组合结构，由两片组合成圆柱管。

所述的金属丝卡嘴3-3设有两个，其中一个和所述锁紧件3-4连接用于张紧金属丝，另一个呈松弛状态安装在所述张紧机构3-2和细丝卡具2之间的金属丝上。

所述的直线驱动机构3-5采用气缸、油缸或机械手，本实施例中采用气缸。

所述调控机构4主要利用线切割机1自身的控制***4-2，并在线切割机1的上线架1-2设置图像采集的探头4-1，探头4-1安装在切割线1-1的前方，用于采集图像确定切割线1-1中心和直线通槽2-5宽度中心线的相对位置，所述控制***可以通过相应的驱动机构移动上线架1-2，使得切割线1-1中心和直线通槽2-5宽度中心线重合，从而保证切丝长度完全一致。

在实施时，根据客户需求设计细丝卡具2，尤其是线槽2-4的数量以及直线通槽2-5的数量。将设计好的细丝卡具2安装在线切割机1的工作平台上，将金属丝卷3-1和张紧机构3-2分别安装到位，金属丝卷3-1、张紧机构3-2依次排列并和细丝卡具2上的线槽2-4对齐，然后将金属丝卷3-1上的金属丝拉出依次穿过张紧机构3-2的张紧轮后，夹在金属丝卡嘴3-3上，金属丝卡嘴3-3通过锁紧件3-4和气缸的活塞杆连接，然后根据牵引出来的金属丝，再次调整细丝卡具2的位置，确保一根金属丝对应一个线槽2-4，之后调整上线架1-2的位置，使得切割线1-1中心线和细丝卡具2上第一条直线通槽2-5宽度的中线重合，调整完成后固定细丝卡具2，并启动拉丝机构的气缸回缩，后拉锁紧件3-4，使得金属丝卡嘴3-3进一步夹紧金属丝，并牵引金属丝直至金属丝卡嘴3-3越过细丝卡具2到达细丝卡具2的后方，且金属丝进入对应的线槽2-4，将细丝卡具2的上模2-1、下模2-2合模并固定，此时合模后的线槽2-4可以夹紧细丝卡具2内的金属丝；接着取另一金属丝卡嘴3-3装卡到细丝卡具2前方原金属系卡嘴3-3的位置，作为下一循环的备用。

启动线切割机1和探头4-1，通过探头监测切割线和直线通槽宽度中心线的位置关系，确保切割线1-1中心线和直线通槽2-5宽度的中心线重合，然后控制上线架1-2沿直线通槽2-5移动，依次切割所经过的线槽2-4内的金属丝，完成后，上线架1-2从该直线通槽2-5中退出，并进入下一条直线通槽2-5进行金属丝的切割。直至完成所有的切割工作。

切丝完成后，打开细丝卡具2的上模2-1，用毛刷将切好的细丝收集起来，再取下锁紧件3-4和金属丝卡嘴3-3，锁紧件3-4安装在气缸的活塞上，移动到细丝卡具2前方，和作为备用的金属丝卡嘴3-3连接，然后再次牵引金属丝并进行切割，同时将取下的金属丝卡嘴3-3安装在细丝卡具2前方的金属丝上作为备用，如此周而复始的完成金属丝卷3-1上全部金属丝的精确切割。

所述细丝卡具设计有10个半圆形凹槽和30个直线通槽2-5，则完成一个循环切割，可以实现300个金属丝段的精确切割。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属线材的线切割式切丝装置，包括线切割机（1），其特征在于：在线切割机（1）的工作平台上设有细丝卡具（2）和布丝机构（3），所述细丝卡具（2）上设有多个供金属丝通过并能夹紧金属丝的线槽（2-4），细丝卡具（2）上还均匀间隔设置多个垂直于所述线槽（2-4）的直线通槽（2-5），以在线槽（2-4）长度上等分线槽（2-4），相邻直线通槽（2-5）之间的距离为金属丝的切丝长度，线切割机（1）的切割线（1-1）沿直线通槽（2-5）移动，对线槽（2-4）内的金属丝切割；所述布丝机构（3）用于张紧待切割的金属丝，包括分设于细丝卡（2）具两侧的送丝机构和拉丝机构，拉丝机构牵拉金属丝使得金属丝通过细丝卡具（2）的线槽（2-4）并被张紧。

2.根据权利要求1所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述细丝卡具（2）包括上模（2-1）和下模（2-2），上模（2-1）和下模（2-2）之间通过翻转合页（2-3）转动连接，以实现合模或打开，上模（2-1）和下模（2-2）通过凸凹结构进行合模的定位。

3.根据权利要求2所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述线槽（2-4）由分别设置在细丝卡具（2）上模（2-1）和下模（2-2）的两个半圆形凹槽组成。

4.根据权利要求2所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述直线通槽（2-5）包括上模（2-1）所设置的上模通槽（2-1-1）和下模（2-2）所设置的下模通槽（2-2-1），细丝卡具（2）合模后，上模通槽（2-1-1）和下模通槽（2-2-1）上下一一对应。

5.根据权利要求1所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述送丝机构的数量和所述细丝卡具（2）上线槽（2-4）的数量一致，每个送丝机构包括金属丝卷（3-1）和张紧机构（3-3），待切割的金属丝缠绕在金属丝卷（3-1）上，所述张紧机构（3-3）设置在金属丝卷（3-1）和细丝卡具（2）之间，用于和拉丝机构相配合实现金属丝的张紧。

6.根据权利要求1所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述拉丝机构包括金属丝卡嘴（3-3）、锁紧件（3-4）和直线驱动机构（3-5），所述锁紧件（3-4）和直线驱动机构（3-5）相连，锁紧件（3-4）用于控制金属丝卡嘴（3-3）夹紧金属丝。

7.根据权利要求6所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述金属丝卡嘴（3-3）为转动连接的两个弹性夹，每个弹性夹的前端为夹紧金属丝的夹板（3-3-1），后端为连接锁紧件（3-4）的尾部（3-3-2），且两个尾部（3-3-2）之间设有弹簧，所述锁紧件（3-4）上的锥孔套在两个弹性夹的尾部（3-3-2）后，借助直线驱动机构（3-5）的拉力，实现两个弹性夹前端夹板（3-3-1）对金属丝的夹紧。

8.根据权利要求7所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述锁紧件（3-4）为圆柱管，一端和所述直线驱动机构（3-5）的动作执行部连接，另一端设置所述的锥孔。

9.根据权利要求7所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述的金属丝卡嘴（3-3）设有两个，其中一个和所述锁紧件（3-4）连接用于张紧金属丝，另一个呈松弛状态卡在所述张紧机构（3-2）和细丝卡具（2）之间的金属丝上。

10.根据权利要求1所述的一种金属线材的线切割式切丝装置，其特征在于：所述线切割机（1）的上线架（1-2）上安装探头（4-1），通过探头（4-1）采集的图像确定切割线（1-1）和细丝卡具（2）上直线通槽（2-5）宽度方向中心线是否重合。

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