[发明专利]一种线切割走丝装置

说明书

本发明公开了一种线切割走丝装置。本发明的线切割走丝装置利用电极丝代替传统的成形电极，利用电火花放电现象进行工件的切割加工。在加工过程中，电机带动收丝轮缓慢转动，带动电极丝运动。在高压脉冲电源的作用下，电极丝与工件之间产生火花放电，放电产生热量使工件表面融化去除。通过机床主轴以及柔性铰链可以调整电极丝的空间姿态，以满足加工要求。张紧轮机构可以提供自适应的张紧力，使电极丝走丝平稳，并抑制振动的产生。本发明的线切割走丝装置能够实现电极丝走丝的自适应柔性调节，精细调整线切割电极丝空间姿态、张紧力大小与方向，有利于保持电极丝走丝平稳，实现精密加工。

技术领域

本发明属于电火花加工领域，具体涉及一种线切割走丝装置。

背景技术

电火花线切割技术是在电火花加工基础上发展起来的一类新的工艺形式，最早由前苏联在20世纪50年代末开始使用。该技术使用线状的电极丝（铜丝或钼丝）来替代电极，利用电火花放电原理实现对工件的切割加工。电火花线切割技术亦简称线切割技术。

目前，微型机械是机械行业未来的重要发展方向。相比于传统加工形式，电火花线切割在加工复杂结构的微小零件时具有较大的优势，因此得到了国内外学者的广泛重视。线切割技术所用的线状电极丝，其直径在几十到一百多微米这个范围，能够用于加工尺寸在0.1~1mm的微结构或者微小复杂零件。线切割技术拥有电火花加工的很多优点：①线切割加工是非接触式加工，不会产生切削应力；②只要是导电材料，无论材料的硬度、脆性和韧性都可以使用线切割加工；③线切割加工采用放电蚀除原理，在精密脉冲电源的控制下可以达到微米级精度的加工效果。目前线切割技术已经广泛的应用与加工难切削材料，如模具钢、硬质合金、镍钛合金、高温合金和导电陶瓷材料等，其优异的加工性能在加工复杂微型零件以及通孔类零件时体现的淋漓尽致。

目前微细线切割已经是一种十分重要的微纳加工方法，在航空航天、医疗器械、微模具制造等领域已经是不可或缺的加工方法。微细线切割机床一般由走丝系统、数控系统、脉冲电源以及工作液循环系统等组成。更加高档的微细线切割机床还会配备自动穿丝系统、热平衡系统以及无电阻防电解电源等。先进系统可以使得微细电火花切割机床的加工精度达到2μm以下，最佳表面粗糙度可以达到Ra50nm，最小加工拐角的内径11μm，最小加工凹槽直径22μm。微细线切割加工过程中材料的蚀除是一个十分复杂的过程，是电场力、放电流体介质的流体动力、放电产生的热以及电磁力、电化学综合作用的结果。其由四个阶段组成：放电通道的形成；材料受热膨胀融化；材料抛出以及介质消电离。微细线切割对加工设备有一些独特的要求，主要表现为：①单脉冲放电的能量十分微小；②在走丝过程中需要保持电极丝张力恒定并且速度平稳；③对加工设备的伺服系统进给性能要求极高。

目前微细线切割装置仍然存在一定的问题，其一是电极丝的空间姿态往往是固定的，无法调整，而在很多零件的加工时，对电极丝的空间姿态，尤其是其平行度或垂直度有极高的要求；另一方面，采用恒定张紧力和运丝速度的走丝，目的是保证微细电极丝的走丝平稳，然而在加工过程中，受到电火花放电的影响，电极丝受力情况十分复杂，在恒定张力的情形下，很难避免电机丝振动甚至与断丝。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种线切割走丝装置。

本发明的线切割走丝装置，其特点是：所述的装置包括电机、收丝轮、右导向轮机构、右张紧轮机构、右柔性铰链、左导向轮机构、左张紧轮机构、左柔性铰链、储丝轮以及安装板；

其连接关系是，所述的安装板为左右对称的平板，收丝轮、左导向轮机构、左张紧轮机构和左柔性铰链从上至下安装在安装板的左侧表面，安装板的右侧表面从上至下对称安装有储丝轮、右导向轮机构、右张紧轮机构和右柔性铰链，收丝轮的轴与电机的轴固定连接；储丝轮上缠绕的电极丝依次经右导向轮机构、右张紧轮机构、右柔性铰链、左柔性铰链、左张紧轮机构和左导向轮机构后由收丝轮回丝；

所述的安装板，通过安装板上部的圆柱头与机床主轴连接，安装板绕机床主轴的Z轴旋转以调整安装板的空间姿态；