一种双线电极电火花加工装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双线电极电火花加工装置及方法，包括有基于双向滑台的加工模块、相互独立的双线电极运丝系统、工件进给机构；具有独立双线电极运丝系统的通过安装于双向滑台的对称的导丝架形成电火花加工区，双向同步运动，可进行加工进给亦可伺服回退；工件装夹于进给机构，可实现工件的直线、旋转或复合运动进给以及伺服回退。本发明专利技术同时放电加工工件提高了加工效率，通过同步进给运动提高了零件特征结构的对称度或特征结构的高重复度加工，以所形成的窄缝或高度差实现特征结构的尺寸控制的便捷性。控制的便捷性。控制的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种双线电极电火花加工装置及方法


[0001]本专利技术涉及特种加工
，尤其涉及一种双线电极电火花加工装置及方法。

技术介绍

[0002]利用线电极作为工具电极的电火花加工技术，在生物、医疗、航空航天、模具、汽车等领域的应用日趋广泛，因其不受工件硬度、韧性等切削性能的限制，且在加工过程中线电极与工件间非接触而几乎无加工力，尤其适用于难加工材料、具有薄壁特征、微细零件等方面的高精度加工。
[0003]目前应用线电极电火花加工技术及设备加工高精度零件及其加工效率等存在多方面问题，包括电火花线切割加工中，因复杂路径工作台连续或多次换向的回程间隙导致的加工误差，不能满足某些形位公差要求较高的加工场合；应用单线电极进行电火花线切割加工中的加工路径过长导致加工效率偏低；应用线电极进行回转件的电火花车削中，材料去除量大、加工效率低，且因吃刀深度存在偏差而进行多次对刀、多次加工，进一步影响了加工效率；应用单线电极进行零件表面阵列结构的切割时，阵列特征的尺寸重复性精度不足等问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的缺点和不足，提供一种双线电极电火花加工装置及方法，采用放电加工工件的方式，可有效减小单根线电极的加工路径长度从而提高加工效率，加载双路独立的脉冲电源，进一步提高了加工效率，同步双向运动的线电极I、线电极II可提高被加工件的形位公差，调定间的间距宽度且固定可提高阵列结构的重复性精度。
[0005]为实现本专利技术目的而提供的一种双线电极电火花加工装置及方法，包括有基于双向滑台的加工模块、夹持工件、工件进给机构、相互独立的双线电极运丝系统；
[0006]基于双向滑台的加工模块用于形成加工区，并实现线电极I、线电极II的同步双向进给，所述加工模块包括有底座、双向直线运动平台、连接板、升降台、支撑座、转台I、转台II以及由导丝架I、导丝架II、回转绝缘导轮I、回转绝缘导轮II、回转绝缘导轮III、回转绝缘导轮IV、陶瓷导向轮I、陶瓷导向轮II、陶瓷导向轮III、陶瓷导向轮IV组成的双线电极的双导丝机构；其中，双向直线运动平台用于实现双导丝机构沿平行于X轴的U轴的高精度双向同步运动，也即双U轴；升降台用于调节双导丝机构在Y方向的高度差；转台I、转台II分别用于调节双导丝机构所支撑的线电极I、线电极II分别相对于XY平面的夹角；导丝架I、导丝架II一方面用于安装有加工区形成及运行所必需的回转绝缘导轮I、回转绝缘导轮II、回转绝缘导轮III、回转绝缘导轮IV、陶瓷导向轮I、陶瓷导向轮II、陶瓷导向轮III、陶瓷导向轮IV，另一方面应用柔性铰链结构并配合调节螺钉实现单线电极在XZ平面内的微调，使每根线电极的初始空间位置垂直于XY平面；陶瓷导向轮I、陶瓷导向轮II、陶瓷导向轮III、陶瓷导向轮IV分别由两片高精度的陶瓷环以及夹在二者中间的极薄塞尺组成，两片所述陶瓷环以及极薄塞尺形成夹层结构，四个所述夹层结构形成的窄缝用于限制线电极组的空间位
置，所述线电极组包括有线电极I、线电极II，陶瓷导向轮I、陶瓷导向轮II、陶瓷导向轮III、陶瓷导向轮IV由销轴螺钉紧固在导丝架I、导丝架II上；
[0007]工件进给机构可由XY轴直线运动平台实现，XY轴直线运动平台上安装有工件夹具，另外，为了实现不同形式的加工，可在XY轴直线运动平台上加装转台或卧式主轴，使工件在直线进给的同时，配合回转运动以实现曲面或回转零件的加工。
[0008]作为所述方案的进一步改进，所述相互独立的双线电极运丝系统用于实现线电极I、线电极II的独立单向运行，所述线电极I的运行系统包括有储丝筒I、导丝轮I、树脂压丝轮I、陶瓷供丝轮I、上电块I、检测导电块I、三轮式张力传感器I、陶瓷收丝轮I、陶瓷压丝轮I；线电极I由储丝筒I供丝，经导丝轮I进入陶瓷供丝轮I，并由安装于偏心轴I上的树脂压丝轮I压紧，树脂压丝轮I与陶瓷供丝轮I间的压紧力由安装于偏心轴I上的弹簧I提供，后经上电块I和检测导电块I进入所述加工模块，经回转绝缘导轮I、陶瓷导向轮I、陶瓷导向轮II、回转绝缘导轮II进入三轮式张力传感器I，由主动陶瓷收丝轮I和陶瓷压丝轮I将线电极I拉出，主动陶瓷收丝轮I和陶瓷压丝轮I的径向压紧力由安装于偏心轴II上的弹簧II提供；
[0009]线电极II的运行系统与线电极I的运行系统类似，包括有储丝筒II、导丝轮II、树脂压丝轮II、陶瓷供丝轮II、上电块II、检测导电块II、三轮式张力传感器II、陶瓷收丝轮II、陶瓷压丝轮II，线电极II由储丝筒II供丝，经过导丝轮II进入陶瓷供丝轮II，并由安装于偏心轴III上的树脂压丝轮II压紧，树脂压丝轮II与陶瓷供丝轮II间的压紧力由安装于偏心轴III上的弹簧III提供，后经上电块II、检测导电块II进入所述加工模块，经回转绝缘导轮III、陶瓷导向轮III、陶瓷导向轮IV、回转绝缘导轮IV进入三轮式张力传感器II，由陶瓷收丝轮II和陶瓷压丝轮II将线电极II拉出，陶瓷收丝轮II和陶瓷压丝轮II的径向压紧力由安装于偏心轴IV上的弹簧IV提供。
[0010]作为所述方案的进一步改进，所述线电极I、线电极II在双线电极运丝系统中为单向恒张力走丝，所述线电极I按照所述双线电极运丝系统中的走丝路径穿丝，安装于安装座I上的伺服电机II通过联轴器II与主动轮轴II连接，通过驱动安装于主动轮轴II上的陶瓷收丝轮I转动，当三轮式张力传感器I达到预设阈值后，陶瓷供丝轮I开始转动，伺服电机I通过联轴器I与主动轮轴I连接，为陶瓷供丝轮I提供动力；
[0011]伺服电机I与伺服电机II之间的启动相位差所形成的转角差为线电极I提供张力，启动相位差与线电极I运行张力大小由三轮式张力传感器I预设阈值决定；
[0012]所述三轮式张力传感器I在线监测线电极I张力，输出信号反馈至上位机，经与控制目标值对比计算，下发控制信号调节伺服电机II；
[0013]线电极II在双线电极运丝系统中为单向恒张力走丝，由安装于安装座II上的伺服电机IV、联轴器IV、主动轮轴IV、陶瓷收丝轮II、三轮式张力传感器II、伺服电机III、联轴器III、主动轮轴III、陶瓷供丝轮II实现；
[0014]所述伺服电机II、伺服电机IV同时启动，保证线电极I、线电极II的同步运行，经所述双线电极运丝系统的恒张力控制过程使线电极I、线电极II运行稳定后，可进行工件加工过程。
[0015]作为所述方案的进一步改进，所述夹持工件的夹具安装于由XY轴直线运动进给平台组成的进给机构上，或为实现不同运动形式的进给运动还可安装于转台或主轴上，并配合直线运动进给，达到复杂曲面或结构加工的目的。
[0016]作为所述方案的进一步改进，所述线电极I、线电极II与工件间分别加载一套独立的脉冲电源，使线电极I、线电极II与工件之间可以同时放电，以实现电火花加工的效率最大化。
[0017]一种双线电极电火花加工装置的使用方法，包括有如下步骤：
[0018]S1：加工前准备工作，包括有工件装夹、位置和姿态调节、恒张力运行、冲液、加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双线电极电火花加工装置，其特征在于：包括有基于双向滑台的加工模块、夹持工件(25)、工件进给机构、相互独立的双线电极运丝系统；基于双向滑台的加工模块用于形成加工区，并实现线电极I(22)、线电极II(23)的同步双向进给，所述加工模块包括有底座(21)、双向直线运动平台(5)、连接板(6)、升降台(7)、支撑座(8)、转台I(9)、转台II(10)以及由导丝架I(11)、导丝架II(12)、回转绝缘导轮I(13)、回转绝缘导轮II(14)、回转绝缘导轮III(15)、回转绝缘导轮IV(16)、陶瓷导向轮I(17)、陶瓷导向轮II(18)、陶瓷导向轮III(19)、陶瓷导向轮IV(20)组成的双线电极的双导丝机构；其中，双向直线运动平台(5)用于实现双导丝机构沿平行于X轴的U轴的高精度双向同步运动，也即双U轴；升降台(7)用于调节双导丝机构在Y方向的高度差；转台I(9)、转台II(10)分别用于调节双导丝机构所支撑的线电极I(22)、线电极II(23)分别相对于XY平面的夹角；导丝架I(11)、导丝架II(12)一方面用于安装有加工区形成及运行所必需的回转绝缘导轮I(13)、回转绝缘导轮II(14)、回转绝缘导轮III(15)、回转绝缘导轮IV(16)、陶瓷导向轮I(17)、陶瓷导向轮II(18)、陶瓷导向轮III(19)、陶瓷导向轮IV(20)，另一方面应用柔性铰链结构并配合调节螺钉实现单线电极在XZ平面内的微调，使每根线电极的初始空间位置垂直于XY平面；陶瓷导向轮I(17)、陶瓷导向轮II(18)、陶瓷导向轮III(19)、陶瓷导向轮IV(20)分别由两片高精度的陶瓷环以及夹在二者中间的极薄塞尺组成，两片所述陶瓷环以及极薄塞尺形成夹层结构，四个所述夹层结构形成的窄缝用于限制线电极组的空间位置，所述线电极组包括有线电极I(22)、线电极II(23)，陶瓷导向轮I(17)、陶瓷导向轮II(18)、陶瓷导向轮III(19)、陶瓷导向轮IV(20)由销轴螺钉紧固在导丝架I(11)、导丝架II(12)上；工件进给机构可由XY轴直线运动平台(4)实现，XY轴直线运动平台(4)上安装有工件夹具(24)。2.根据权利要求1所述的一种双线电极电火花加工装置，其特征在于：所述相互独立的双线电极运丝系统用于实现线电极I(22)、线电极II(23)的独立单向运行，所述线电极I(22)的运行系统包括有储丝筒I(26)、导丝轮I(27)、树脂压丝轮I(28)、陶瓷供丝轮I(29)、上电块I(30)、检测导电块I(31)、三轮式张力传感器I(32)、陶瓷收丝轮I(33)、陶瓷压丝轮I(34)；线电极I(22)由储丝筒I(26)供丝，经导丝轮I(27)进入陶瓷供丝轮I(29)，并由安装于偏心轴I(44)上的树脂压丝轮I(28)压紧，树脂压丝轮I(28)与陶瓷供丝轮I(29)间的压紧力由安装于偏心轴I(44)上的弹簧I(48)提供，后经上电块I(30)和检测导电块I(31)进入所述加工模块，经回转绝缘导轮I(13)、陶瓷导向轮I(17)、陶瓷导向轮II(18)、回转绝缘导轮II(14)进入三轮式张力传感器I(32)，由主动陶瓷收丝轮I(33)和陶瓷压丝轮I(34)将线电极I(22)拉出，主动陶瓷收丝轮I(33)和陶瓷压丝轮I(34)的径向压紧力由安装于偏心轴II(47)上的弹簧II(49)提供；线电极II(23)的运行系统与线电极I(22)的运行系统类似，包括有储丝筒II(35)、导丝轮II(36)、树脂压丝轮II(37)、陶瓷供丝轮II(38)、上电块I...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建宇，王燕青，李赞，吴凤琦，马虎亮，杨胜强，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：