[实用新型]消失模线切割数控加工成形机

说明书

技术领域

本实用新型属于自动化机械加工设备，具体涉及一种基于线切割加工的消失模数控成形机，能够在计算机控制下完成消失模模样制作过程中的下料、加工成形等功能。

背景技术

消失模铸造技术包括基于模具发泡成形的消失模铸造技术LFC、基于泡沫板材加工成形的消失模铸造技术FMC，是一项近无余量、精确成形的工艺，具有容易实现清洁生产和为铸件结构设计提供充分自由度等优点，被铸造界的权威人士称为“代表21世纪的铸造新技术”，“使铸造技术在与其他成形方法和替代材料的竞争中立于不败之地的一张王牌”。

消失模铸造主要工艺过程如下：制作模样，模片及浇注系统黏合，喷(或浸)涂料，填砂、紧实，浇注，取出铸件。可以看出，消失模铸造每生产一个铸件就要消耗一个泡沫模样，模样是消失模铸造成败的关键，高质量的模样是得到高质量的消失模铸件的重要保证。因此模样制作是其工艺过程中一道至关重要的工序。

传统的模样成形方法主要是通过发泡模具和机械或人力手工切割制作的方式来完成，模具成形投入大，制作周期长，因此主要适合于中小型铸件的大批量生产。但是当今市场瞬息万变，客户对产品个性化的需求越来越需要经济的、适合于中小批量的模样制造技术。而人力手工切削加工费时费力，而且加工精度难以保证。机械加工则对于聚苯乙烯等孔状泡沫塑料难以胜任。

目前已有泡沫塑料模型成形方法及设备中，中国发明专利CN1481980A公开了一种聚苯乙烯泡沫塑料模型的快速成型方法及其数控加工设备。但是该发明本质上属于点加工，加工效率低，不适合大件大切削量的模型的加工成型。此外该发明只针对聚苯乙烯泡沫塑料，而且仅仅具有模型加工功能。

发明内容

本实用新型提供一种消失模数控线切割加工成形机，克服现有消失模数控加工设备的成形速度低、功能单一的问题，以完成消失模模样制作过程中的下料、分块加工等工序。

本实用新型的一种消失模数控线切割加工成形机，由机械部分和控制部分组成，机械部分包括机架、托盘、X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、X轴左圆柱导轨、X轴右圆柱导轨、Y轴圆柱导轨、Z轴圆柱导轨、主轴电机、主轴；所述机架为矩形立体框架，托盘位于机架内，X轴左、右圆柱导轨平行，分别位于机架上端的X方向的两边，X轴左、右圆柱导轨上分别穿有滑块，两滑块上固定有Y方向横梁；固定于机架上端左边后侧的X轴电机连接传动齿轮，机架上端左边前侧通过轴承支座装有配合齿轮，传动齿轮和配合齿轮上张紧齿形皮带，齿形皮带连接穿于X轴左圆柱导轨上的滑块；所述Y方向横梁上装有Y轴圆柱导轨，Y方向横梁的两端分别装有Y轴电机和配合齿轮，Y轴电机连接传动齿轮，传动齿轮和配合齿轮上张紧齿形皮带，齿形皮带连接穿于Y轴圆柱导轨上的滑块，该滑块上固定有Z方向竖梁；所述Z方向竖梁上装有Z轴圆柱导轨，Z方向竖梁的两端分别装有Z轴电机和配合齿轮，Z轴电机连接传动齿轮，传动齿轮和配合齿轮上张紧齿形皮带，齿形皮带连接穿于Z轴圆柱导轨上的滑块，该滑块上固定有主轴电机，主轴电机与主轴连接，其特征在于：

所述机架右侧固定有托架，所述Z方向竖梁的两端分别固定上悬臂和下悬臂，上、下悬臂的端点之间连接有下料切割线；

所述主轴端部装有安装板，安装板上固定有左支撑臂和右支撑臂，左、右支撑臂的端点之间连接有加工切割线；

所述下料切割线和加工切割线为用于加热的电阻丝或者内置电阻丝的金属管材。

所述的消失模数控线切割加工成形机，所述控制部分包括运动控制模块和工艺模块，运动控制模块控制X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、主轴电机的脉冲信号，下料切割线、加工切割线的电源开关量，完成直线、圆弧和空间曲线的插补运动；工艺模块负责三维模型的分割，排样，下料切割轨迹和加工切割轨迹的生成和G代码转换及输出；

所述加工切割线可以是直线、折线、圆弧或者任意形状平面曲线中的一种。

本实用新型中的加工切割线两端点间的距离可以根据不同待加工零件的大小、结构特征及精度要求选取。

本实用新型中的主轴电机应选用具有精确定位功能的电机，如步进电机、伺服电机或带有编码器位置反馈的其他电机，以保证切割线在空中摆出一定的位置姿态。

本实用新型在主轴电机旋转一定角度后给定加工切割线一种空间位置姿态，然后在主轴电机静止的情况下，加工切割线在三轴运动系统带动下完成“线加工”；在主轴电机的高速旋转带动下，加工切割线可以变成具有传统意义上刀具的外形，如圆刀，方刀或尖刀，这样可以在三轴运动系统带动下完成一定精度下的“点加工”。