專利名稱：電火花加工機(jī)和電火花加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用電火花來加工工件，使其形成的輪廓包含直線和與該直線相連的曲線所用的電火花加工機(jī)。本發(fā)明尤其涉及這樣一種電火花加工機(jī)， 即利用移動的切割線電極把棒狀工件加工成細(xì)小的沖頭，該沖頭包括形成刀口端的刀刃部分，斷面積比刀刃部分大的柄桿部分，以及連接刀刃部分和柄桿部分的凹楞部分。
圖8A表示作為沖壓模具的一部分的標(biāo)準(zhǔn)圓沖頭1。沖頭1包括形成刀口端的刀刃部分1a、直徑大于刀刃部分1a的柄桿部分1c、以及連接刀刃部分1a和柄桿部分1c的凹楞部分1b。圖8B表示沖頭2，沖頭2包括長方形刀刃部分2a、柄桿部分2c、以及連接刀刃部分2a和柄桿部2c的凹楞部分2b。這些沖頭利用成型磨削加工和非接觸加工的電火花加工方法進(jìn)行制作。電火花加工適用于把硬質(zhì)工件精密地制作成具有細(xì)刀刃部分1a的沖頭1和具有薄刀刃部分2a的沖頭2。
日本專利公告公報(bào)4-28486公開了這樣一種電火花加工機(jī)，即為了制作細(xì)的圓桿，在可以旋轉(zhuǎn)的工件和切割線電極之間進(jìn)行放電，該切割線電線沿著滑輪的周邊在與上述工件的旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面內(nèi)移動。
日本專利公開公報(bào)6-143040公開了一種利用移動的切割線電極來同時制作沖頭的楞部分和刀刃部分的電火花加工機(jī)。現(xiàn)參照圖7來說明該文獻(xiàn)中所公開的電火花加工機(jī)。
工件3被垂直地夾持在機(jī)頭12上所安裝的夾頭13內(nèi)。機(jī)頭12可以在水平的X-Y平面內(nèi)移動，而且可以在與該平面相垂直的Z軸方向上移動。切割線4從供線架20送出，由導(dǎo)向輪21向上傳送，再經(jīng)過導(dǎo)軌22、23和24以及導(dǎo)向輪25把切割線傳送到對切割線進(jìn)行牽引的收線架26上。導(dǎo)軌22、23和24以及導(dǎo)向輪21和25，均設(shè)置在旋轉(zhuǎn)臺10上所安裝的板材11上。導(dǎo)軌22和24分別具有對切割線4進(jìn)行導(dǎo)向的V形槽。在導(dǎo)軌23上形成平的端面，該端面的輪廓與需要制作成形的沖頭楞的凹形互相對應(yīng)。切割線4沿該端面移動，該端面的寬度小于切割線4的直徑。導(dǎo)軌23由陶瓷或蘭寶石這樣的耐磨性良好的絕緣材料制成。在導(dǎo)軌22和23之間移動的切割線4與旋轉(zhuǎn)臺10的旋轉(zhuǎn)軸線基本一致。向移動的切割線4供應(yīng)電流的導(dǎo)電性供電極27和28，分別布置在導(dǎo)向輪21和導(dǎo)軌22之間，以及導(dǎo)軌24和導(dǎo)向輪25之間。
在這種原有的電火花加工機(jī)中，由于緩慢地對工件材料進(jìn)行切割，從工件表面向里面的切割厚度小于切割線電極的直徑。所以材料切割的速度慢。
本發(fā)明的目的在于提供這樣一種電火花加工機(jī)，即能夠高速切割工件材料，迅速地制作出其輪廓包括直線部分和與該直徑部分相連的弧狀部分的產(chǎn)品，例如作為沖壓模具的一部分的沖頭。
本發(fā)明的其他目的將在以后的說明中部分地加以說明，若是同行人員，則可通過對本發(fā)明的實(shí)踐而了解其部分內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明，利用電火花來加工工件，使其形成曲線輪廓和與該曲線輪廓相連的直線輪廓的電火花加工機(jī)，其中包括切割線電極；線成形裝置，用于使切割線電極沿其軸線方向形成凹槽；導(dǎo)軌，它形成曲線邊緣和與該曲線邊緣相連的直線邊緣，該曲線邊緣和直線邊緣可以嵌合到線電極的凹槽內(nèi)；移動裝置，用于使切割線電極沿導(dǎo)軌的曲線邊緣和直線邊緣移動；以及供電裝置，用于向工件和線電極之間所形成的加工間隙供應(yīng)電功率。
最佳方案是導(dǎo)軌是導(dǎo)電性的，來自供電裝置的電功率通過該導(dǎo)電性導(dǎo)軌加到切割線電極上。
另外，導(dǎo)軌和線成形裝置最好配置成使切割線電極在曲線邊緣和直線邊緣的交點(diǎn)與線成形裝置之間沿直線移動。
再者，在導(dǎo)軌和線成形裝置之間安裝防止線電極扭曲的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，電火花加工的方法是利用電火花來加工工件，使其形成曲線輪廓和與該曲線輪廓相連的直線輪廓，其程度步驟包括
在切割線電極上沿其軸線方向形成凹槽；提供這樣一種導(dǎo)軌，即其本身形狀是與曲線輪廓相對應(yīng)(匹配)的曲線邊緣，以及與曲線邊緣相連的直線邊緣；使切割線電極的凹槽嵌合到曲線邊緣和直線邊緣上，使切割線電極沿導(dǎo)軌邊緣移動；向工件和切割線電極之間所形成的加工間隙內(nèi)供應(yīng)電功率；以及使工件和導(dǎo)軌的一邊與另一邊做相對移動。
附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的電火花加工機(jī)的簡圖。
圖2A是圖1中所示的線成形裝置的簡圖。
圖2B是圖2A中所示的一對成形滾輪的斷面圖。
圖3是圖1中所示的中間導(dǎo)軌的軸側(cè)圖。
圖4A是圖1中所示的導(dǎo)軌的側(cè)視圖。
圖4B是圖1中所示的導(dǎo)軌的主視圖。
圖5A、5B、5C、5D和5E是沿圖4A中的X-X線的導(dǎo)軌邊緣的剖面圖。
圖6是表示導(dǎo)軌的另一實(shí)施例的軸側(cè)圖。
圖7是原有電火花加工機(jī)的簡圖。
圖8A和8B是需要成形制作的沖頭的簡圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例圖1所示的本發(fā)明的電火花加工機(jī)包括床身30、直立在床身30上的立柱31、以及安裝在立柱31上，能以垂直軸線為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)頭32。棒狀工件3被垂直地夾持在旋轉(zhuǎn)頭32上所安裝的夾頭33內(nèi)。旋轉(zhuǎn)頭32可以在水平的X-Y平面上移動，而且可以在與該平面相垂直的Z軸方向上移動，還可以以垂直于該平面的軸線W為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。支架35安裝在床身30上的臺子34上。導(dǎo)軌兼電極60，利用導(dǎo)電性安裝夾具36，與X-Y平面相垂地安裝在支架35上，該導(dǎo)軌兼電極60上形成的邊緣，其輪廓與需要成形制作的沖頭楞部的凹形相對應(yīng)。在上述實(shí)施例中，工件3在X-Y面上相對于導(dǎo)軌60進(jìn)行移動。或者借助于臺子34的驅(qū)動，使導(dǎo)軌60在X-Y平面上相對于工件3進(jìn)行移動。
從供線架40中拉出來的具有圓形斷面的黃銅或銅切割線4，經(jīng)過滑輪裝置41和多個導(dǎo)向輪42被傳送到線成形裝置50內(nèi)?；喲b置41在切割線4上加適當(dāng)?shù)闹苿恿?，以防止切割線4在滑輪裝置41和線成形裝置50之間產(chǎn)生松馳。
線成形裝置50安裝在臺子34上，它使切割線4沿其軸線方向形成凹槽。如圖2A所示，線成形裝置50包括一對成形輪53和54，該成形輪由圖中未示出的速度控制馬達(dá)來驅(qū)動使其同步旋轉(zhuǎn)。切割線4從引入口51送入，經(jīng)過導(dǎo)向輪52，然后在一對滾輪53和54之間通過。這一對滾輪53和54利用冷軋方法使切割線4的斷面形成U字形，同時把切割線4通過出口孔55向上傳送。切割線在加工部分內(nèi)的移動速度由這一對滾輪53和54的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行控制。從圖2B中可以最清楚地看出；沿滾輪54的圓端面形成了凸起部分56，另一方面在滾輪53的圓端面上形成3與凸起部分56相對應(yīng)的U字形凹槽55。
從線成形裝置50送出的切割線4經(jīng)過裝在支架35上的中間導(dǎo)軌43被傳送到導(dǎo)軌兼電極60上。如圖3所示，由一對導(dǎo)塊44和45構(gòu)成的中間導(dǎo)軌43被用于防止切割線4在線成形裝置50和導(dǎo)軌60之間產(chǎn)生扭曲。在導(dǎo)塊44上形成了與滾輪53的凹槽55的形狀基本相同的凹槽44a，另一方面，在導(dǎo)塊45上形成了與滾輪54的凸起部分56的形狀基本相同的凸起部分45a。一對導(dǎo)塊44和45互相組合在一起，由凹槽44a和凸起部分45a形成了切割線可以通過的U字形間隙。在中間導(dǎo)軌43的至少是與切割線4滑動接觸的表面上，最好被敷可提高耐磨性并降低滑動阻力的氮化鈦材料。
如圖4A所示，導(dǎo)軌60具有其輪廓與需要制作的沖頭楞部分相對應(yīng)的邊緣61、以及與邊緣61相連的直線輪廓邊緣62。導(dǎo)軌60、中間導(dǎo)軌43、以及一對成形輪53和54，其布置狀態(tài)能使切割線4在邊緣61和62的交點(diǎn)與一對成形輪53和54之間進(jìn)行直線移動。為了防止切割線4在導(dǎo)軌60和線成形裝置50之間產(chǎn)生扭曲，減小滑動阻力，最好把導(dǎo)軌60設(shè)置在接近線成形裝置50的位置上。從圖4B可以最清楚地看出，導(dǎo)軌60是一塊薄的板。例如，當(dāng)使用直徑0.6mm的切割線電極時，導(dǎo)軌60的厚度為0.3mm。導(dǎo)軌60最好用硬度高導(dǎo)電性好的燒結(jié)合金、或者像彈簧鋼那樣的淬火鋼來制作。由于切割線4依靠一對成形輪53和54的旋轉(zhuǎn)而被送出來，所以，不需要對切割線4加過大的牽引力，能夠防止薄的導(dǎo)軌60發(fā)生變形。
如圖5A、5B、5C、5D和5E所示，導(dǎo)軌并電極60的邊緣，其斷面與切割線4上形成的凹槽相對應(yīng)(匹配)，能使切割線4準(zhǔn)確地沿著導(dǎo)軌60進(jìn)行移動。與切割線4的凹槽相嵌合的導(dǎo)軌60，至少對其邊緣要加以保護(hù)，以免在電火花加工時被電火花損壞。
另外，移動的切割線4被送入加張力裝置46，對切割線4施加適當(dāng)?shù)膹埩Γ蛊錅?zhǔn)確地沿導(dǎo)軌60的邊緣移動。加張力裝置46，例如由主導(dǎo)輪和夾緊輪構(gòu)成。然后，切割線4經(jīng)過多個導(dǎo)向輪47和滑輪48，被送到收卷輪或像桶那樣的切割線回收裝置49內(nèi)。
電火花加工機(jī)還包括這樣一種供電裝置70，即其一個端子這夾頭33連接到工件3上；另一個端子通過安裝工具36連接到導(dǎo)軌60上。在加工過程中，從供電裝置70把連續(xù)的電脈沖加到所謂“加工間隙”上，即工件3和導(dǎo)軌60之間以及工件3和移動切割線4之間，另一方面，為了冷卻電極和工件，去除加工切屑，把電阻率高的像水一樣的介電性液體供給到加工間隙內(nèi)。這樣一來，與切割線4有很大接觸面積的導(dǎo)軌60，能發(fā)揮供電電極的作用，可以把大容量的電功率供給到移動的切割線4上。由于能夠在工件3和切割線4之間所形成的加工間隙的最近位置上把加工功率供給到切割線4上，所以，與圖7所示的原有電火花加工機(jī)相比，功率損耗更小。工件3和導(dǎo)軌60的一邊相對于另一邊在X-Y平面上移動，使工件3形成包括弧狀部分和直線部分的輪廓。
導(dǎo)軌60不一定僅限于圖4A的實(shí)施例。圖6表示在導(dǎo)軌63上形成了與導(dǎo)軌63的輪廓基本相似的孔64。除了形成了孔64這一點(diǎn)外，導(dǎo)軌63與導(dǎo)軌60是一樣的，導(dǎo)軌63的細(xì)長邊緣65，要有足夠的寬度，以便能承受切割線4的張力和在加工間隙內(nèi)的放電壓力而保持其輪廓不變。例如當(dāng)使用直徑0.6mm的切割線4時，邊緣65的寬度應(yīng)為0.4-1.0mm。一邊通過導(dǎo)軌63向沿導(dǎo)軌63的邊緣移動的切割線4供應(yīng)功率，一邊使四方柱形狀的工件3相對于導(dǎo)軌63進(jìn)行移動，這樣即可切除工件3的一部分3a。
本發(fā)明的目的并非僅限于與公開的形狀完全相同的東西，而是要表明通過上述說明可以看出能夠進(jìn)行許多改進(jìn)和變化。為了說明發(fā)明的本質(zhì)及其實(shí)際應(yīng)用。選擇了上述實(shí)施例。發(fā)明的范圍由附件權(quán)利要求來進(jìn)行定義。
權(quán)利要求
1.一種電火花加工機(jī)，它利用電火花來加工工件，使其形成曲線輪廓以及與該曲線輪廓相連的直線輪廓，其特征在于包括切割線電極；線成形裝置，用于使上述線電極沿其軸線方向形成凹槽；導(dǎo)軌，其上形成了與上述工件曲線輪廓相對應(yīng)的曲線邊緣，以及與上述曲線邊緣相連的直線連緣，上述直線邊緣和上述曲線邊緣可以和上述切割線電極的上述凹槽相嵌合；移動裝置，用于使上述切割線電極沿上述導(dǎo)軌的上述直線邊緣和上述曲線邊沿進(jìn)行移動；以及供電裝置，用于把電源功率供給到上述工件和上述切割線電極之間所形成的加工間隙內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的電火花加工機(jī)，其特征在于上述導(dǎo)軌是導(dǎo)電性的，從上述供電裝置提供的功率通過上述導(dǎo)軌供給到上述切割線電極上。
3.如權(quán)利要求1所述的電火花加工機(jī)，其特征在于，上述導(dǎo)軌和上述線成形裝置被布置成能使上述切割線電極在上述曲線邊緣和上述直線邊緣的交點(diǎn)與上述線成形裝置之間進(jìn)行直線移動。
4.如權(quán)利要求1所述的電火花加工機(jī)，其特征在于包括防扭曲裝置，該裝置設(shè)置在上述導(dǎo)軌和上述線成形裝置之間，用于防止上述切割線電極扭曲。
5.如權(quán)利要求1所述的電火花加工機(jī)，其特征在于還包括使上述工件旋轉(zhuǎn)的裝置。
6.一種電火花加工方法，它利用電火花來加工工件，使其形成曲線輪廓以及與該曲線輪廓相連的直線輪廓，其特征在于包括以下程序步驟使切割線電極沿其軸線方向形成凹槽；提供這樣一種導(dǎo)軌，其上形成了與上述曲線輪廓相對應(yīng)的曲線邊緣，以及與上述曲線邊緣相連的直線邊緣；使上述切割線電極的凹槽嵌合到上述曲線邊緣和上述直線邊緣上，使上述切割線電極沿上述導(dǎo)軌的邊緣移動；把功率供給到上述工件和上述切割線電極之間所形成的加工間隙內(nèi)；以及使上述工件和上述導(dǎo)軌的一邊與另一邊做相對的移動。
全文摘要
用電火花來加工工件使其形成曲線輪廓以及與該曲線輪廓相連的直線輪廓的電火花加工機(jī)，包括切割線電極以及在切割線電極上沿其軸線方向形成凹槽的線成型裝置，設(shè)置了導(dǎo)電性切割線導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌上形成了曲線邊緣以及與該曲線邊緣相連的直線邊緣。切割線電極，其凹槽與曲線邊緣和直線邊緣相嵌合，沿切割線導(dǎo)軌的邊緣移動。切割線導(dǎo)軌也具有供電電極的功能，它連接到供電裝置上，把功率傳送到移動的切割線電極上。切割線導(dǎo)軌和線成型裝置被布置成使切割線電極在曲線邊緣和直線邊緣的交點(diǎn)與線成型裝置之間進(jìn)行直線移動。
文檔編號B23H7/10GK1165494SQ96191110
公開日1997年11月19日 申請日期1996年9月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月22日
發(fā)明者古川利彥, 黑田達(dá)雄 申請人:沙迪克株式會社