一种带凸齿结构的电火花线切割装置及电极丝的制作方法

1.本发明涉及电极丝技术领域，具体为一种带凸齿结构的电火花线切割装置及电极丝。


背景技术：

2.电火花线切割加工是在电火花加工基础上于50年代末发展起来的一种用线状电极靠火花放电对工件进行切割的形式，故称为电火花线切割，简称线切割。电火花线切割加工是用一根细长的金属丝做电极，并以一定的速度沿电极丝轴线方向移动，不断进入和离开切缝内的放电加工区。加工时，脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝，并在电极丝与工件切缝之间喷注液体介质；同时，安装工件的工作台由控制装置根据预定的切割轨迹控制伺服电机驱动，从而加工出所需要的零件。控制加工轨迹是由控制装置来完成的。
3.电火花线切割机床，根据电极丝运行速度通常分为两大类：一类是高速走丝电火花线切割机床，这类机床的电极丝作高速往复移动，常用钼丝、钨钼丝作为电极材料；另一类是低速走丝电火花线切割机床，这类机床的电极丝作低速单向移动，电极丝材料一般采用黄铜丝或镀锌黄铜丝。
4.电极丝是电火花线切割加工设备重要的组成部分之一，其对加工稳定性，加工质量，加工效率等都有很大的影响。专利cn 201410243715.x一种公开了电火花线切割用高效长寿绞合电极丝，其特征是它至少由二根电极丝绞合而成，绞合电极丝表面形成有凹陷腔槽和凸起的放电节点，该凹陷腔槽既是工作液的容纳空间又是极间蚀除产物的带出空间，能提高加工效率、改善表面质量。但采用绞合电极丝，电火花线切割加工设备与原设备不通用的，需要改造或重新设计；其次原自动穿丝机构不能有效实现绞合电极丝的自动穿丝；另外当加工过程中绞合电极丝部分断丝时，由于未断绞合电极丝松开，会导致加工条件的改变，虽然电火花线切割可以继续加工，但影响加工质量。
5.如果在电极丝上加工出凸齿结构，电极丝上将形成与绞合电极丝类似的凹陷腔槽和凸起的放电节点，从而具有相近的加工优点，另外也可以解决绞合电极丝不足问题。鉴于加工成本及小直径的电极丝，采用塑性成型的滚压工艺是一种经济可行的实现电极丝表面凸齿结构的加工方法。胶合电极丝的使用不能够在切割的时候对工件的切割槽进行清理，这样就使得工件在切割的过程中存在很多的毛刺，使得切割后的切割槽表面粗糙，对精度要求高的工件，胶合电极丝不能满足精度切割要求。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种带凸齿结构的电火花线切割装置及电极丝。
7.本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种带凸齿结构的电火花线切割装置及电极丝，包括壳体，所述壳体上安装有紧固机构，所述紧固机构与壳体通过螺纹连接，所述壳体的内部设置有紧线机构，且所述紧线机构和紧固机构抵接；所述壳体的底部固定有
伸缩机构，所述伸缩机构位于所述紧固机构的下方；所述伸缩机构的一侧连接有与其相配合的传动机构，所述传动机构的下方一侧与连接机构相配合；所述壳体和连接机构通过紧线机构连接。
8.优选的，所述紧固机构包括固定在壳体上的顶盖，所述顶盖的下方固定有内螺套，所述内螺套通过螺纹和壳体连接；所述顶盖的顶部固定有螺柱，所述螺柱的内部通过螺纹连接有螺杆，所述螺柱的外壁通过螺纹连接有外螺套，所述外螺套与所述螺杆之间螺纹连接；所述螺杆的底部固定有第一轴承；所述第一轴承外轴套上连接有紧固板；所述紧固板和所述紧线机构上的顶杆相抵接。
9.优选的，所述紧线机构包括与紧固板相配合的顶杆，所述顶杆上固定有挡板，所述挡板的下方设置有复位弹簧，所述复位弹簧套设在顶杆的表面上；所述顶杆的底部侧壁上固定有导向销。
10.优选的，所述紧线机构还包括通过导向销活动连接的导向片，所述导向片的中部设置有导向槽，所述导向槽的内部设置有稳定销，所述稳定销固定在壳体的内壁上；所述导向槽的内部活动连接有导向销；所述导向片的端部连接有转销，所述转销上转动连接有拉杆，所述拉杆的底部固定有夹紧板，所述夹紧板和所述线盘的底部相抵接，所述线盘的内部设置有内槽，所述内槽的内部设置有顶杆和拉杆。
11.优选的，所述传动机构包括与第一齿轮相啮合的第二齿轮、另一个与连接机构上的第五齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮固定连接在传动杆上，所述传动杆穿过稳定块的内部与第三齿轮固定连接，所述第三齿轮的侧壁啮合有第四齿轮，所述第四齿轮的端部固定有输出轴，所述输出轴活动设置在连接板上，所述第三齿轮和第四齿轮均设置在连接板的内部。
12.一种带凸齿结构的电火花线切割装置的电极丝，所述紧线机构还包括固定在线盘底部的固定杆，所述固定杆的底部横向固定有导向环，所述导向环的内部贯穿有电极丝本体。
13.优选的，所述伸缩机构包括固定在壳体底部支承上的稳定套，所述稳定套的内部滑动连接有方形结构的伸缩杆，所述稳定套的内部设置有杆槽，所述杆槽和伸缩杆相配合，所述伸缩杆的内部设置有用于电极丝本体走线的线槽，所述伸缩杆的底部固定有第一齿轮，所述第一齿轮和传动机构相啮合。
14.优选的，所述连接机构包括与传动机构上的第二齿轮相啮合的第五齿轮，所述第五齿轮的下方设置有连接座，所述第五齿轮的底部连接有第二轴承，所述第二轴承的侧壁固定有导电块，所述导电块的侧壁设置有导电片，所述导电片上连接有接线柱；所述第五齿轮和导电块固定连接，所述导电块固定在连接座的上方；所述第五齿轮的中部固定有导电座，所述导电座上连接有紧线机构上的电极丝本体。
15.优选的，所述电极丝本体的外援周表面上设置有向外凸起的凸齿，且所述凸齿的截面为梯形结构。
16.发明的有益效果是：
17.(1)通过设置的紧固机构能够使得紧线机构固定牢固，使得紧线机构在转动的时候不会松动，通过设置的紧线机构能够便于电极丝的长度进行调节，进而能够适应不同工件的长度尺寸要求，通过设置的伸缩机构能够调节和支撑壳体，进而使得壳体内部的紧线
机构被支撑；通过设置的传动机构来使得紧线机构转动，从而实现电极丝不但通过放电切割还能进行旋转切割，从而提升电极丝的切割效率。
18.(2)通过设置的内螺套和壳体连接，从而使得顶盖和壳体相对稳定，当顶盖稳定后，顶盖上的螺柱被稳定，进而固定在螺柱上的外螺套连接稳定，因此，与外螺套通过螺纹连接的螺杆稳定，螺杆的底部固定的第一轴承在竖直方向稳定，固定在第一轴承侧壁上的紧固板底面会抵接在线盘的上表面，从而使得线盘的上表面被压紧；线盘在转动的时候不会脱离固定位置。通过设置的复位弹簧能够使得顶杆复位，当顶杆的顶部的紧固板松开后，顶杆会在复位弹簧的作用下复位。通过设置的导向销随着顶杆移动，进而导向销会带动导向片移动，进而导向片在移动的时候，导向片会带动转销移动，由于稳定销的存在，导向片会围绕导向销发生转动；当转销移动的时候，转销带动拉杆移动，进而拉杆会拉动夹紧板将电极丝本体夹紧。通过将电极丝本体穿过导向环的内部，从而使得电极丝本体被限位，使得电极丝本体能够保持在线盘的正下方的中间位置，电极丝本体在转动的时候，晃动幅度小，使得切割进度高。
19.(3)通过设置的第一齿轮转动带动伸缩杆转动，进而伸缩杆带动稳定套转动，稳定套带动线盘转动，线盘带动支承转动，进而使得与支承相连接的线盘被带动转动，当线盘的底部被支承支撑住的时候，紧固机构拧紧，使得线盘被固定牢固，线盘会通过支承的转动而转动，进而使得电极丝本体同步转动。通过设置的传动机构来驱动紧线机构转动，输出轴与动力源连接，动力传输到输出轴上，输出轴带动第四齿轮转动，第四齿轮带动与其啮合的第三齿轮转动，第三齿轮带动传动杆转动，传动杆带动第二齿轮转动，进而第一齿轮和第五齿轮同步转动，从而使得电极丝本体被同样的速度带动旋转。通过设置的第五齿轮转动带动第二轴承转动，第二轴承带动导电块转动，第二轴承上的导电座同步转动，导电座上的电极丝本体实现转动。
20.(4)本发明通过使用带凸齿结构的电火花线切割装置及电极丝，可有效解决高速走丝电火花线切割加工及低速走丝电火花线切割加工工作液极间带入过少，蚀除产物排出困难而导致工件加工表面烧伤、易断丝的问题。同时规则的凸齿结构增加了放电的可控性，可在保证低断丝概率的前提下同时获得较高的切割效率。本发明的电极丝本体，为带滚压梯形凸齿结构牙型的电极丝本体。与普通电极丝本体相比，凸齿结构的电极丝本体表面形成有凹陷腔槽的牙底和凸起放电节点的牙顶。牙底既是工作液的容纳空间又是极间蚀除产物的带出空间，且工作液的带入及蚀除产物的排出均利用牙底，采用螺旋方式进行，进而提高了极间冷却效果及消电离能力。牙顶能形成有规律的放电，间接增加放电脉间，更有利于冷却和排屑。本发明的带凸齿结构的电极丝本体在表面拥有充当容屑空间的凹部牙底，可促进工作液带入极间，同时也加快了极间蚀除产物的排出，改善了极间的放电状况，带凸齿结构的电极丝本体表面规律的凸出点牙顶使放电规律更易控制，从而能提高加工效率、改善表面质量，带凸齿结构的电极丝本体容屑空间的容积及节距可根据滚压牙型尺寸及螺距进行控制。本发明所用电火花线切割设备除所用电极丝本体不同外，与常规设备具有通用性，不需要改造或重新设计设备，另外由于改善了冷却和排屑，可实现更大厚度的工件切割。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；
22.图2为图1的a处放大结构示意图；
23.图3为图1的b处放大结构示意图；
24.图4为图1的c处放大结构示意图；
25.图5为凸齿的连接示意图；
26.图6为伸缩机构和传动机构的连接示意图。
27.图中：1、壳体；2、紧固机构；21、外螺套；22、螺柱；23、螺杆；24、内螺套；25、第一轴承；26、紧固板；27、顶盖；3、紧线机构；31、线盘；32、电极丝本体；321、凸齿；33、内槽；34、挡板；35、复位弹簧；36、顶杆；37、导向销；38、导向片；39、转销；310、拉杆；311、夹紧板；312、固定杆；313、导向环；4、伸缩机构；41、稳定套； 42、杆槽；43、伸缩杆；44、线槽；45、第一齿轮；5、传动机构；51、第二齿轮；52、稳定块；53、传动杆；54、第三齿轮；55、第四齿轮；56、输出轴；57、连接板；6、连接机构；61、连接座；62、导电座；63、第五齿轮；64、导电块；65、第二轴承；66、导电片；67、接线柱。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参阅图1
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图6所示，一种带凸齿结构的电火花线切割装置，包括壳体1，所述壳体 1上安装有紧固机构2，所述紧固机构2与壳体1通过螺纹连接，所述壳体1的内部设置有紧线机构3，且所述紧线机构3和紧固机构2抵接；所述壳体1的底部固定有伸缩机构 4，所述伸缩机构4位于所述紧固机构2的下方；所述伸缩机构4的一侧连接有与其相配合的传动机构5，所述传动机构5的下方一侧与连接机构6相配合；所述壳体1和连接机构6通过紧线机构3连接；通过设置的紧固机构2能够使得紧线机构3固定牢固，使得紧线机构3在转动的时候不会松动，通过设置的紧线机构3能够便于电极丝本体32的长度进行调节，进而能够适应不同工件的长度尺寸要求，通过设置的伸缩机构4能够调节和支撑壳体1，进而使得壳体1内部的紧线机构3被支撑；通过设置的传动机构5来使得紧线机构3转动，从而实现电极丝本体32不但通过放电切割还能进行旋转切割，从而提升电极丝本体32的切割效率。
30.具体的，所述紧固机构2包括固定在壳体1上的顶盖27，所述顶盖27的下方固定有内螺套24，所述内螺套24通过螺纹和壳体1连接；所述顶盖27的顶部固定有螺柱22，所述螺柱22的内部通过螺纹连接有螺杆23，所述螺柱22的外壁通过螺纹连接有外螺套 21，所述外螺套21与所述螺杆23之间螺纹连接；所述螺杆23的底部固定有第一轴承25；所述第一轴承25外轴套上连接有紧固板26；所述紧固板26和所述紧线机构3上的顶杆 36相抵接。通过设置的内螺套24和壳体1连接，从而使得顶盖27和壳体1相对稳定，当顶盖27稳定后，顶盖27上的螺柱22被稳定，进而固定在螺柱22上的外螺套21连接稳定，因此，与外螺套21通过螺纹连接的螺杆23稳定，螺杆23的底部固定的第一轴承25 在竖直方向稳定，固定在第一轴承25侧壁上的紧固板26底面会抵接在线盘31的上表面，从而使得线盘31的上表面被压紧；线盘31
在转动的时候不会脱离固定位置。
31.具体的，所述紧线机构3包括与紧固板26相配合的顶杆36，所述顶杆36上固定有挡板34，所述挡板34的下方设置有复位弹簧35，所述复位弹簧35套设在顶杆36的表面上；所述顶杆36的底部侧壁上固定有导向销37。通过设置的复位弹簧35能够使得顶杆36复位，当顶杆36的顶部的紧固板26松开后，顶杆36会在复位弹簧35的作用下复位。
32.一种带凸齿结构的电火花线切割装置的电极丝，所述紧线机构3还包括通过导向销37 活动连接的导向片38，所述导向片38的中部设置有导向槽，所述导向槽的内部设置有稳定销381，所述稳定销381固定在壳体1的内壁上；所述导向槽的内部活动连接有导向销 37；所述导向片38的端部连接有转销39，所述转销39上转动连接有拉杆310，所述拉杆 310的底部固定有夹紧板311，所述夹紧板311和所述线盘31的底部相抵接，所述线盘31 的内部设置有内槽33，所述内槽33的内部设置有顶杆36和拉杆310。通过设置的导向销 37随着顶杆36移动，进而导向销37会带动导向片38移动，进而导向片38在移动的时候，导向片38会带动转销39移动，由于稳定销381的存在，导向片38会围绕导向销发生转动；当转销39移动的时候，转销39带动拉杆310移动，进而拉杆310会拉动夹紧板311 将电极丝本体32夹紧。
33.具体的，所述紧线机构3还包括固定在线盘31底部的固定杆312，所述固定杆312的底部横向固定有导向环313，所述导向环313的内部贯穿有电极丝本体32。通过将电极丝本体32穿过导向环313的内部，从而使得电极丝本体32被限位，使得电极丝本体32能够保持在线盘31的正下方的中间位置，电极丝本体32在转动的时候，晃动幅度小，使得切割进度高。
34.具体的，所述伸缩机构4包括固定在壳体1底部支承上的稳定套41，所述稳定套41 的内部滑动连接有方形结构的伸缩杆43，所述稳定套41的内部设置有杆槽42，所述杆槽 42和伸缩杆43相配合，所述伸缩杆43的内部设置有用于电极丝本体32走线的线槽44，所述伸缩杆43的底部固定有第一齿轮45，所述第一齿轮45和传动机构5相啮合。通过设置的第一齿轮45转动带动伸缩杆43转动，进而伸缩杆43带动稳定套41转动，稳定套41 带动线盘31转动，线盘31带动支承转动，进而使得与支承相连接的线盘31被带动转动，当线盘31的底部被支承支撑住的时候，紧固机构2拧紧，使得线盘31被固定牢固，线盘 31会通过支承的转动而转动，进而使得电极丝本体32同步转动。
35.具体的，所述传动机构5包括与第一齿轮45相啮合的第二齿轮51、另一个与连接机构6上的第五齿轮63相啮合的第二齿轮51，所述第二齿轮51固定连接在传动杆53上，所述传动杆53穿过稳定块52的内部与第三齿轮54固定连接，所述第三齿轮54的侧壁啮合有第四齿轮55，所述第四齿轮55的端部固定有输出轴56，所述输出轴56活动设置在连接板57上，所述第三齿轮54和第四齿轮55均设置在连接板57的内部。通过设置的传动机构5来驱动紧线机构3转动，输出轴56与动力源连接，动力传输到输出轴56上，输出轴56带动第四齿轮55转动，第四齿轮55带动与其啮合的第三齿轮54转动，第三齿轮 54带动传动杆53转动，传动杆53带动第二齿轮51转动，进而第一齿轮45和第五齿轮 63同步转动，从而使得电极丝本体32被同样的速度带动旋转。
36.具体的，所述连接机构6包括与传动机构5上的第二齿轮51相啮合的第五齿轮63，所述第五齿轮63的下方设置有连接座61，所述第五齿轮63的底部连接有第二轴承65，所述第二轴承65的侧壁固定有导电块64，所述导电块64的侧壁设置有导电片66，所述导电片66上连接有接线柱67；所述第五齿轮63和导电块64固定连接，所述导电块64固定在连接座61
的上方；所述第五齿轮63的中部固定有导电座62，所述导电座62上连接有紧线机构3上的电极丝本体32。通过设置的第五齿轮63转动带动第二轴承65转动，第二轴承65带动导电块64转动，第二轴承65上的导电座62同步转动，导电座62上的电极丝本体32实现转动。
37.具体的，所述电极丝本体32的外援周表面上设置有向外凸起的凸齿321，且所述凸齿 321的截面为梯形结构。可促进工作液带入极间，同时也加快了极间蚀除产物的排出，改善了极间的放电状况，带凸齿321结构的电极丝本体32表面规律的凸出点牙顶使放电规律更易控制，从而能提高加工效率、改善表面质量，带凸齿321结构的电极丝本体32容屑空间的容积及节距可根据滚压牙型尺寸及螺距进行控制。
38.本发明在使用时，将线,31和电极丝本体32放入到壳体1的内部，并且需要将电极丝本体32从伸缩杆43的内部穿出，将穿出伸缩杆43内部的电极丝本体32拉伸到合适的长度，并且将电极丝本体32与导电座62连接；将紧固机构2进行固定，从而使得电极丝本体32被固定，当在固定紧固机构2上的紧固板26，当紧固板26挤压到顶杆26的顶部后，顶杆26被向下挤压，导向杆26上的导向销37会随着顶杆36移动，进而导向销37会带动导向片38移动，进而导向片38在移动的时候，导向片38会带动转销39移动，由于稳定销381的存在，导向片38会围绕导向销37发生转动；当转销39移动的时候，转销39 带动拉杆310移动，进而拉杆310会拉动夹紧板311将电极丝本体32夹紧；由于电极丝本体32穿过导向环313的中部，使得电极丝本体32会与导电座62在同一直线上；进而电极丝本体32被拉直，且电极丝本体32为竖直；当支承侧壁的导线和第二轴承65侧壁的接线柱67接通脉冲电流，使得电极丝本体32导电，电极丝本体32在转动的时候不但起到导电的功能，还能起到快速排屑的功能。
39.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。