一种线切割机上用的导轮、摆杆同步摆动式锥度线架机构 【技术领域】
本发明涉及一种线切割机上用的导轮、摆杆同步摆动式锥度线架机构，属于电火花线切割加工领域，专利分类号：B23H7/08。
背景技术
目前，国内外的电火花线切割加工设备，在加工锥度工件时，存在着较大的机械尺寸偏差，其原因是在线切割机的线架机构上，其上、下导轮被固定在锥度线架的上、下臂上，当锥度拖板上，U轴作正、负方向平移时(U轴运动方向是指可伸缩摆杆和导轮杠杆与上线架的两个铰接点之间连线的方向)电极丝与导轮的“切点”，(为叙述方便把电极丝和导轮的接触点称为“切点”)在导轮的圆周上作上、下移动(参见附图6)。致使电极丝中心线在下线架摆动轴中心线G上的交点也随电极丝的角度变化而在一定范围内作往返移动，俗称“锥度回转点漂移”，由于“锥度回转点漂移”的存在，使切割锥度在理论上不是一个准确的锥度。正因为这种锥度切割机构原理上的缺陷，导致现有的各种补偿方案均不能解决锥度加工误差值较大的问题。
技术内容
本发明的目地在于提供一种线切割机上用的导轮、摆杆同步摆动式锥度线架机构，该机构可替换目前的电火花线切割加工设备中原有的线架机构对零件进行加工；尤其在对零件进行大锥度的加工时，能克服原有的线架机构产生“锥度回转点漂移”的缺陷；使得所切割的锥度，在理论上其锥度回转点的精度误差值为零。
本发明的技术方案如下：
一种线切割机上用的导轮，摆杆同步摆动式锥度线架机构，其特征在于，该机构由上线架、下线架、可伸缩摆杆、一对长度相等的上、下推拉杆、上导轮、下导轮、上导轮摆动件、下导轮摆动件和电极丝以及轴承、轴销、螺栓等通用件组装构成。
所述的上线架安装在线切割机的锥度拖板上，下线架安装在线切割机的立柱的延伸臂上；其中，可伸缩摆杆通过轴销铰接在上、下线架上；所述的上、下导轮摆动件通过上、下导轮摆动轴也铰接在上、下线架上；可伸缩摆杆安装在上、下线架上的两个铰接点之间的距离与上、下导轮摆动轴安装在上、下线架上的两个铰接点之间的距离相等；可伸缩摆杆安装在上、下线架上的两个铰接点分别与上、下导轮摆动件安装在上、下线架上的两个铰接点之间的距离相等；所述的可伸缩摆杆在与上、下线架的铰接处，沿可伸缩摆杆的方向各又延长了一段，该段长度等于导轮摆动件上的导轮杠杆长度；所述上推拉杆的一端与可伸缩摆杆上延长端部铰接，另一端与上导轮摆动件上的上导轮杠杆的一端铰接；所述的下推拉杆的一端与可伸缩摆杆的下延长端部铰接，另一端与下导轮摆动件上的下导轮杠杆的一端铰接；上述的上、下推拉杆的四个铰接点的连线构成一个平行四边形，该平行四边形所形成的框架能够围绕着下线架摆动轴线摆动；所述下线架摆动轴线是当电极丝垂直于加工平面时，电极丝回转点与可伸缩摆杆在下线架上的铰接轴线的垂直交点的连线；(电极丝回转点为此时的电极丝中心与下导轮摆动轴线的垂直交点)；所述的上、下导轮摆动件由上、下导轮杠杆、和上、下导轮摆动臂、和上、下导轮摆动轴和上、下导轮组装而成；所述上、下导轮摆动轴的中心线与电极丝中心线共面，并互相垂直，其中、下导轮摆动轴中心线与电极丝中心线的交点正好通过前述平行四边行摆动时所围绕的轴线；
所述上、下导轮杠杆分别与上、下导轮摆动轴垂直、固接；上、下导轮杠杆上的推杆的连接孔中心与该导轮杠杆上的导轮摆动轴的连接孔中心的连线分别垂直于上、下导轮摆动臂上的导轮摆动轴的安装孔中心与上、下导轮摆动臂上的导轮中心孔的连线。
上、下导轮摆动臂分别固装在导轮摆动轴上；上、下导轮摆动轴通过轴承可转动地装在上、下线架上；上、下导轮通过导轮轴可转动地装在上、下导轮摆动臂上；电极丝装在上、下导轮上，并且电极丝中心到上、下导轮轴心之间的距离分别等于上、下导轮摆动轴心到上、下导轮轴中心的距离；上、下导轮中心沿径向的截面与电极丝中心线在一个平面内。
由于本方案对原来的可伸缩摆杆线架机构进行了改进，延长了可伸缩摆杆的上、下端；加装了上、下推拉杆；上、下推拉杆的两端分别与可伸缩摆杆的延长端和导轮摆动件的杠杆相铰接，使可伸缩摆杆的角位移量θ直接转移成导轮摆杆的β角，实现了将U轴方向的运动与导轮摆动相关联的控制。并加装了上、下导轮摆动件，使导轮对电极丝锥度回转点的控制得以实现。形成了以四个铰接点K、J、E、F连线形成的平行四边形的联动控制结构，(见图1)。这样，当锥度拖板U、V轴(V轴是指垂直U轴的方向)运动时，可伸缩摆杆将θ角变量通过上、下推拉杆传递给导轮摆动件，同时通过导轮摆动臂的角度β控制电极丝的作用角θ′，使三者同步，达到控制电极丝的锥度回转点0′位置恒定不变，始终保持在0′点上(见图3)使电极丝的实际切割轨迹与理论轨迹完全重叠。此种方法根本上解决了原来线架在原理上的缺陷，即产生“锥度回转点漂移”的问题；使得所切割的锥度，在理论上的精度误差值为零。
【附图说明】
图1是本发明的一种线切割机上用的导轮，摆杆同步摆动式锥度线架机构的平面运动结构示意图。
图2是本发明的一种线切割机上用的导轮，摆杆同步摆动式锥度线架机构的结构示意图。
图3是本发明的一种线切割机构的下导轮摆动件的结构以及回转点定位示意图。
图4是本发明的一种线切割机上用的导轮，摆杆同步摆动式锥度线架机构的上、下线架安装在电火花线切割机结构示意图。
图5是本发明的一种线切割机构的上、下导轮在运动中三种状态时所反应的电极丝的路径，以及回转点0′始终维持不变的示意图。
图6是现有技术中的线架机构的导轮运动的三种状态时所反应的电极丝的路径，以及旋转点漂移的示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明的实施例进行详细的叙述。
图1是本发明的一种线切割机上用的导轮，摆杆同步摆动式锥度线架机构的示意图结合图1、图2可以看出，本发明的导轮、摆杆同步摆动式锥度线架机构，由上线架7，下线架7a，可伸缩摆杆1，一对相同的上、下推拉杆2、3，上导轮4，下导轮4a，上导轮轴41，下导轮轴41a，上导轮摆动件5，下导轮摆动件5a和电极丝6以及轴承、轴销、螺栓等通用件组装而成。
所述的上线架7，安装在电火花线切割机的锥度拖板上，(图中未画)，下线架安装在电火花线切割机的立柱上，(图中未画)；其中，可伸缩摆杆1通过轴销铰接在上、下线架7、7a上；所述的上、下导轮摆动件5、5a通过上、下导轮摆动轴52、52a也铰接在上、下线架7、7a上；可伸缩摆杆安装在上、下线架上7、7a的两个铰接点之间的距离H与上、下导轮摆动轴52、52a安装在上、下线架7a上的两个铰接点之间的距离相等；可伸缩摆杆1安装在上、下线架7、7a上的两个铰接点分别与上、下导轮摆动件5、5a安装在上、下线架7、7a上的两个铰接点之间的距离L1、L2相等；所述的可伸缩摆杆1与上、下线架在铰接点W、0上点铰接，并在其铰接处W、0点的沿可伸缩摆杆的方向的各延长了一段WJ，和OK，该段长度WJ、OK分别等于导轮摆动件5、5a的导轮杠杆53、53a的长度；所述的上推拉杆2的一端与可伸缩摆杆1上延长端部J处铰接，另一端E与上导轮摆动件5的上导轮杠杆53的一端铰接；所述的下推拉杆3的一端K与可伸缩摆杆1下延长端部铰接，另一端F与下导轮摆动件5a的下导轮杠杆53a的的一端54a铰接；上述的上、下推杆2，3的四个铰接点J，E，F，K的连线构成一个平行四边形，该平行四边形所形成的框架能够围绕着下线架7a摆动轴线摆动；所述下线架7a摆动轴线是当电极丝6垂直于加工平面时，电极丝6回转点与可伸缩摆杆1在下线架7a上的铰接轴线与电极丝回转点0和导轮轴线的连线的交点相连所形成直线；；所述的上导轮摆动件5，由上导轮杠杆53、上导轮摆动臂51、上导轮摆动轴52、上导轮4、上导轮轴41组装而成；所述的下导轮摆动件5a，由下导轮杠杆53a、上导轮摆动臂51a、下导轮摆动轴52a、下导轮4、下导轮轴41a组装而成；所述的上、下导轮摆动轴52、52a的中心线55、55a与电极丝中心线6共面，并互相垂直，其中下导轮摆动轴中心线55a与电极丝6的中心线交点0′正好通过前述平行四边形J，E，F，K摆动时所围绕的轴线G(即0、0′轴线)；所述上、下导轮杠杆(53、53a)分别与上、下导轮摆动轴52、52a垂直，固接；上下导轮杠杆53、53a，上的上、下推杆2、3的连接孔中心54、54a与该导轮杠杆53、53a上的上、下导轮摆动轴52、52a的连接孔中心的连线S垂直于上、下导轮摆动臂41、4a的连线T。上、下导轮摆动臂51、51a分别固装在上、下导轮摆动轴52、52a上；上、下导轮摆动轴52、52a通过轴承可转动地装在上、下线架7、7a上；电极丝装在上、下导轮4、4a上，并且电极丝6中心到上、下导轮轴心之间的距离分别等于上、下导轮摆动轴55、55a心到上、下导轮轴心的距离；上、下导轮4、4a沿轴向截面的中心线与电极丝6的中心线在一个平面内。
将本发明的导轮、摆动杆同步摆动式锥度线架机构装到现有的电火花线切割机床上时需要先将线切割机上的上、下线架取下，把可伸缩摆杆去掉，装上本发明的上、下线架，可伸缩摆杆及其他机件。上线架安装在切割机的锥度拖板上，下线架安装在现有切割机的立柱上，把电极丝重新装好，即成为具有本发明功能的导轮、摆杆同步摆动线架。
本发明的一种线切割机上用的导轮、摆杆同步摆动式锥度线架机构，结构简单、合理，控制原理科学、准确；可以对工件进行大锥度加工，并且所切割的锥度，在理论上的精度误差值为零；达到了发明目的，具有创造性。
任何与本构思相同的各种技术方案，都属于本发明权利要求保护范围之内。