[发明专利]采用圆片电极高速旋转的深窄缝多头数控电火花切割设备

说明书

一种采用圆片电极高速旋转的深窄缝多头数控电火花切割设备，由主机和电控两大部分组成，其特征在于：主机部分主要包括电极运动部件和工件运动部件。电极运动部件由若干个相同的独立运动及控制的加工单元组成，各个加工单元以一对一形式针对被加工的多条深窄缝排列布置，每个加工单元主要由X轴基座、X轴拖板、Z轴拖板、旋转主轴、主轴电机和圆片电极连接构成，用来带动电极作高速旋转以及伺服进给运动。工件运动部件主要由左底座、X’轴托板、第一Y’轴托板、A’轴数控转台、A’轴工件夹持器、尾架、第二Y’轴托板以及右底座连接构成，用来带动工件作旋转分度运动。本方案解决了大量深窄缝加工存在的加工质量差、效率低及成本高的问题。

技术领域

本发明涉及电火花加工设备技术领域，特别涉及一种采用圆片电极高速旋转的深窄缝多头数控电火花切割设备。该设备特别适合用来在工件上加工数量较多的深窄缝，尤其是缝宽在1mm以下，深宽比大的深窄缝，可以获得优质、高效和低成本的加工效果。

背景技术

在零件加工中，深窄缝是一种典型结构，其特点是缝宽窄，深宽比大，加工难度大。随着科技的不断进步，各行业对于深窄缝的要求也越来越高。这不仅体现在对深窄缝的深宽比要求不断提高，同时体现在对尺寸精度表面质量的要求提高。比如在石油开采行业，特别是水平井、大斜度井的钻采中，需要将一种缝筛管伸入井下，对原油与砂石进行分离。这种缝筛管长度一般从数米到十多米，外径一般在50-350mm，管子壁厚在5-12mm左右。为了进行油砂分离，需要在管壁上加工出大量贯通的深窄缝，缝宽在0.15-3mm左右，缝长在50-300mm左右。由于该类深窄缝的深宽比大（特别是缝宽在0.15-0.5mm左右时深宽比要达到30:1以上），而且对深窄缝的表面质量及缝宽的一致性要求也比较高，同时由于在管体上要加工数量很多的深窄缝，因此还希望加工效率高且成本低。

就目前而言，大量、高效、低成本加工这种深窄缝，特别是缝宽在1mm以下的深窄缝对加工技术是一个挑战。现有技术中，加工这类深窄缝主要有激光加工、刀片切割、电加工等方法。其中，激光加工具有效率高、缝形灵活可控等优点，但在加工深宽比大的深窄缝时存在加工尺寸难以控制，表面质量欠缺等问题。而刀片切割则存在切割效率低，刀片损耗大，成本高，特别对缝宽在0.5mm以下，深宽比大的深窄缝加工更为困难。在电加工技术中，如果采用薄片电极电火花成形加工并辅以高速抬刀的方法是可以加工出符合要求的深窄缝，但加工效率低，无法满足大批量生产的要求。如果采用电火花线切割进行加工，目前存在自动穿丝困难，且缝宽在0.2mm以下穿丝孔大批量加工难度大、成本高。

有鉴于此，如何解决优质、高效、低成本加工大量深窄缝，特别是缝宽在1mm以下，深宽比大的深窄缝的难题，是本发明研究的课题。

发明内容

本发明提供一种采用圆片电极高速旋转的深窄缝多头数控电火花切割设备，其目的是要解决现有技术大量加工深窄缝存在的或者加工质量差、或者加工效率低、成本高的问题。

为达到上述目的，本发明加工方法采用的技术方案是：一种采用圆片电极高速旋转的深窄缝多头数控电火花切割设备，该设备由主机和电控两大部分组成，其中，主机部分主要由电极运动部件、工件运动部件、工作液系统组成，电控部分由总控单元和脉冲电源及检测伺服控制单元组成。

其创新在于：定义X轴、Y轴、Z轴为所述电火花切割设备中带动电极运动的三个坐标轴。