一种组合式多头数控电火花线切割机及其工艺方法.pdf

一种属于工艺方法及线切割机床的组合式多头数控电火花线切割机及其工艺方法，组合式多头数控电火花线切割机主要由四个结构相同、功能相同的单头数控电火花线切割部件、左纵向导轨、右纵向导轨、左底座、右底座、床身、切割工作台底座、切割工作台、切削液循环装置、工作台夹持装置构成。四个单头数控电火花线切割部件分别固定安装在四个纵向移动台上，四个纵向移动台分别与左底座、右底座上的左纵向导轨、右纵向导轨滑动连接，左纵向导轨在左底座上直接加工制成，左底座置于床身的左侧，右底座置于床身的右侧，切割工作台底座固定安装在床身上，切割工作台通过工作台夹持装置固定安装在切割工作台底座上。适合于大批量生产的零件加工。

1.  一种组合式多头数控电火花线切割机主要由四个结构相同、功能相同的单头数控电火花线切割部件、左纵向导轨、右纵向导轨、左底座、右底座、床身、切割工作台底座、切割工作台、切削液循环装置、切削液导管、工作台夹持装置构成，四个单头数控电火花线切割部件分别固定安装在四个纵向移动台上，四个纵向移动台分别与左底座、右底座上的左纵向导轨、右纵向导轨滑动连接，左纵向导轨在左底座上直接加工制成，左底座置于床身的左侧，右纵向导轨在右底座上直接加工制成，右底座置于床身的右侧，切割工作台底座固定安装在床身上，切割工作台通过工作台夹持装置固定安装在切割工作台底座上，四个切削液循环装置对称分布置于床身的四侧，通过切削液导管与床身切削液通路连接。

2.  根据权利要求1所述的一种组合式多头数控电火花线切割机，其特征是：每个单头数控电火花线切割部件均由数控控制柜、纵向移动台、运丝装置、横向移动台、线臂座、上线臂、下线臂、横向导轨、导轮装置、锥度电机装置、纵向进给装置、横向进给装置构成，数控控制柜置于单头数控电火花线切割部件的侧边，纵向移动台与纵向导轨滑动连接，运丝装置固定安装在横向移动台上，横向移动台与横向导轨滑动连接，线臂座固定安装在横向移动台上，上线臂的后端滑动安装在线臂座上端，通过螺栓调整可以滑动或固定在线臂座上端，下线臂的后端固定安装在线臂座的下端，横向导轨在纵向移动台上直接加工制成，导轮架装置固定安装在上线臂的末端，锥度电机装置固定安装在上线臂末端的前侧，纵向进给装置固定安装在底座上，限位装置固定安装在底座上。

3.  根据权利要求1所述的一种组合式多头数控电火花线切割机，其特征是：多头数控电火花线切割组合机加工卡尺尺身时，其工艺流程为：大钢板料钻穿丝孔→上机装夹→线切割→流转机加工工序。

一种组合式多头数控电火花线切割机及其工艺方法
所属技术领域
本发明涉及一种数控电火花线切割机床及其工艺方法，具体为一种组合式多头数控电火花线切割机及其工艺方法。
背景技术
低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极，一般以低于0.2m／s的速度作单向运动，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60～300V的脉冲电压，并保持5～50um间隙，间隙中充满脱离子水(接近蒸馏水)等绝缘介质，使电极与被加工物之间发生火花放电，并彼此被消耗、腐蚀，在工件表面上电蚀出无数的小坑，通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。这种电火花线切割机现有技术一般是一个线筒单头切割，加工工件，必须把钢板剪切成小板料才能上机装夹加工，且需频繁装夹，效率很低，并且不利于复杂工件的排料，材料利用率低，尤其是加工大批量的小零件时，不但费时，而且浪费原材料。在现有技术中，除《多头数控电火花线切割机》(专利号：200610038595.5)公开了在普通的一台线切割机的基础上改变电极丝绕丝的方法，即用同一根电极丝在同一垂直平面上按矩齿波形绕丝，以构成多个高频切割头，实现了多组工件的同时加工，未见有一种组合式多头数控电火花线切割机及其工艺方法。
发明内容
针对上述情况，本发明公开一种组合式多头数控电火花线切割机及其工艺方法，本发明所采用的技术方案是：组合式多头数控电火花线切割机主要由四个结构相同、功能相同的单头数控电火花线切割部件、左纵向导轨、右纵向导 轨、左底座、右底座、床身、切割工作台底座、切割工作台、切削液循环装置、切削液导管、工作台夹持装置构成；其中每个数控电火花切割部件又均由数控控制柜、纵向移动台、运丝装置、横向移动台、线臂座、上线臂、下线臂、横向导轨、导轮装置、锥度电机装置、纵向进给装置、横向进给装置构成。
四个单头数控电火花线切割部件分别固定安装在四个纵向移动台上，四个纵向移动台分别与左底座、右底座上的左纵向导轨、右纵向导轨滑动连接；左纵向导轨在左底座上直接加工制成；左底座置于床身的左侧；右纵向导轨在右底座上直接加工制成；右底座置于床身的右侧；切割工作台底座固定安装在床身上；切割工作台通过工作台夹持装置固定安装在切割工作台底座上；四个切削液循环装置对称分布置于床身的四侧，通过切削液导管与床身切削液通路连接。
每个单头数控电火花线切割部件的结构特征如下：数控控制柜置于单头数控电火花线切割部件的侧边；纵向移动台与纵向导轨滑动连接；运丝装置固定安装在横向移动台上；横向移动台与横向导轨滑动连接；线臂座固定安装在横向移动台上；上线臂的后端滑动安装在线臂座上端，通过螺栓调整可以滑动或固定在线臂座上端；下线臂的后端固定安装在线臂座的下端；横向导轨在纵向移动台上直接加工制成；导轮架装置固定安装在上线臂的末端；锥度电机装置固定安装在上线臂末端的前侧；纵向进给装置固定安装在底座上，通过进给螺纹副，手动操作可使纵向移动台做纵向运动；限位装置固定安装在底座上；横向进给装置固定安装在纵向移动台上，通过进给螺纹副，手动操作可使横向移动台做横向运动。
工作时，每每个单头数控电火花线切割部件均通过各自数控控制柜的指令进行同时工作，但相互独立；工件通过若干组工件夹持装置固定安装在切割工 作台上；走丝机构通过运丝装置、上线臂、下线臂、导轮装置等的功能结构来实现，从而实现所需工件的外形切割。
加工卡尺尺身时，其工艺流程为：大钢板料钻穿丝孔→上机装夹→研合量面→线切割。
这种多头数控电火花线切割组合机加工工件时，可直接把大板料上机装夹加工，不需把板料剪切成小板料、校直等工序，省去了不少前工序，而且一次装夹，就能切割出很多工件，大板料也利于工件排料，提高材料利用率30％以上，并且是多头加工，提高了工效。
采用上述方案后，免除了频繁装夹，减少工人手工操作的劳动量，节省了剪板下料等前工序，多头同时切割，大幅度提高工作效率和生产效率，而且利于排料，材料利用率达80％以上，大大降低了生产成本，适合于大批量生产的零件加工。
附图说明
图1为组合式多头数控电火花线切割机结构简图。
图2为组合式多头数控电火花线切割机俯视图。
图3为组合式多头数控电火花线切割机左视图。
图4为单头数控电火花线切割部件I结构简图。
图5为单头数控电火花线切割部件I俯视图。
图6为单头数控电火花线切割机加工卡尺尺身的工艺流程图。
图7为多头数控电火花线切割组合机加工卡尺尺身的工艺流程图。
图中：1、左底座；2、床身；3、切割工作台底座；4、切割工作台；5、切削液循环装置；6、切削液导管；7、右底座；8、工作台夹持装置；9、单头数 控电火花线切割部件I；10、左纵向导轨；11、单头数控电火花线切割部件II；12、工件夹持装置；13、单头数控电火花线切割部件III；14、右纵向导轨；15、单头数控电火花线切割部件IV；16、数控控制柜；17、纵向移动台；18、运丝装置；19、横向移动台；20、线臂座；21、上线臂；22、下线臂；23、螺栓；24、限位装置；25、横向导轨；26、导轮装置；27、锥度电机装置；28、纵向进给装置；29、横向进给装置。
具体实施方式
从上图可以看出，组合式多头数控电火花线切割机是由单头数控电火花线切割部件I9、单头数控电火花线切割部件II11、单头数控电火花线切割部件III13、单头数控电火花线切割部件IV15组合而成，这四个单头数控电火花线切割部件结构相同，功能相同，分别固定安装在四个纵向移动台17上，呈对称分布于床身2的侧面，即单头数控电火花线切割部件I9位于左底座1的前端上，位于床身2的左前侧，单头数控电火花线切割部件II11位于左底座1的后端上，位于床身2的左后侧，单头数控电火花线切割部件III13位于右底座7的前端上，位于床身2的右前侧，单头数控电火花线切割部件IV15位于右底座7的后端上，位于床身2的右后侧。四个纵向移动台17分别与左底座1、右底座7上的左纵向导轨10、右纵向寻轨14的滑动连接，实现各个单头数控电火花线切割部件的纵向运动。四个单头数控电火花线切割部件通过各自的数控控制柜16的程序指令，独立地进行工作。通过把四个单头数控电火花线切割部件组合成为一台数控电火花线切割组合机，实现多头同时切割功能。
从图1、图2、图3可以看出，左底座1置于床身2的左侧，切割工作台底座3固定安装在床身2上，切割工作台4通过工作台夹持装置8固定安装在切割工作台底座3上，四个切削液循环装置5对称分布置于床身2的前侧及后侧，切削液导管6与切削液循环装置15、床身2上的切削液通路出口相连，使切削 液循环使用；右底座7置于床身的右侧；左纵向导轨10直接在左底座1上加工制成；右纵向导轨14直接在右底座7上加工制成。
从图4、图5可以看出，数控控制柜16置于单头数控电火花线切割部件I9的侧边，纵向移动台17与左纵向导轨10滑动连接，实现单头数控电火花线切割部件的纵向运动，运丝装置18固定安装在横向移动台19上，横向移动台19与横向导轨25滑动连接，实现切割的横向运动，线臂座20固定安装在横向移动台19上，上线臂21滑动安装在线臂座20上，通过螺栓23调整可以滑动或固定在线臂座20的上端，下线臂22固定安装在线臂座20的下端；限位装置24固定安装在左底座1上，起到数控电火花切割机I9纵向运动的机械限位作用，横向导轨25直接在纵向移动台17上加工制成，导轮装置26固定安装在上线臂21的末端，锥度电机装置27固定安装在上线臂21末端的前侧，当有切割锥度的工件时，起用此装置；纵向进给装置28固定安装在左底座1上，通过纵向进给装置28与纵向移动台17上相互匹配的进给螺纹副，手动操作可使纵向移动台17做纵向运动，横向进给装置29固定安装在纵向移动台17上，通过横向进给装置29与横向移动台19上相互匹配的进给螺纹副，手动操作可使横向移动台19做横向运动。
工作时，工件通过若干组工件夹持装置12固定安装在切割工作台4上；走丝机构通过运丝装置18、上线臂21、下线臂22、导轮装置26的功能结构来实现，从而实现所需工件的外形切割。
从图6可以看出，单头数控电火花线切割机加工卡尺尺身时，其工艺需经过如下流程：大钢板剪切成条料→调直→碰焊→磨削焊疤→拼组点焊→钻穿丝孔→上机装夹→线切割→流转机加工工序。
从图7可以看出，多头数控电火花线切割组合机加工卡尺尺身时，其工艺 只需经过如下几步流程：大钢板料钻穿丝孔→上机装夹→线切割→流转机加工工序。比单头数控电火花线切割机加工节约材料达31％，提高工效30％以上，节约工序费用40％以上。