專(zhuān)利名稱(chēng)：高速電火花線切割的工作液變射流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電火花線切割設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種高速電火花線切割的工作液變射
流裝置。
背景技術(shù)：
電火花線切割是一種非接觸式、無(wú)顯著機(jī)械切削力的特種加工方法，利用電極絲與工件間脈沖性火花放電時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)局部高溫使工件表面放電點(diǎn)間的介質(zhì)電離擊穿，以致金屬熔化、氣化而切割成形。工作液在線切割加工中充當(dāng)放電介質(zhì)，同時(shí)進(jìn)行冷卻并帶走切縫中的蝕除產(chǎn)物，其性能的優(yōu)劣直接影響線切割加工的工藝指標(biāo)，對(duì)于保證線切割工件的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要作用。現(xiàn)有電火花線切割機(jī)的工作液供液方式通常有兩種，澆注或者同軸噴液。
澆注供液方式存在許多缺點(diǎn)例如在切割大厚度和變厚度工件時(shí)，往往采用大能量加工，但當(dāng)脈寬增大到一定程度后，強(qiáng)大的放電熱量將造成工作液在極間瞬時(shí)大量氣化， 極間工作介質(zhì)的物理狀態(tài)也已發(fā)生了變化，由單一的液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣液兩相狀態(tài)，從而易造成切割表面嚴(yán)重?zé)齻?，電極絲也得不到及時(shí)冷卻，嚴(yán)重時(shí)引起燒斷。另一個(gè)缺點(diǎn)是，由于氣化，極間工作液減少，致使極間排屑效果較差，造成蝕除產(chǎn)物開(kāi)始堆積，加上冷卻時(shí)間較短， 熔融的蝕除產(chǎn)物來(lái)不及冷卻又重新在極間凝結(jié)，引起極間介電強(qiáng)度降低，造成延時(shí)擊穿放電波形較少，短路等不正常放電增多，造成加工不穩(wěn)定且短路現(xiàn)象嚴(yán)重，制約切割效率和精度的提聞。同軸噴液供液方式能夠通過(guò)噴液，及時(shí)補(bǔ)充極間在巨大的放電熱量作用下氣化流失的工作液，雖然改善了在大能量條件下，極間冷卻狀態(tài)惡化情況，一定程度上提高了切削效率和改善了表面質(zhì)量，但在采用噴液供液方式時(shí)，噴嘴和工件切縫間的距離對(duì)切割有很大影響，如果噴距太遠(yuǎn)，散失到周?chē)乃吭龆?，?shí)際進(jìn)入極間的工作液很少，起不到強(qiáng)制冷卻的效果，并且還會(huì)對(duì)電極絲產(chǎn)生較大的振動(dòng)，在加工過(guò)程中容易斷絲。而且這個(gè)距離是固定的，很難調(diào)節(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有高速電火花線切割中供液技術(shù)的這些缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理的高速電火花線切割的工作液變射流裝置，從而把吸收電極絲的振動(dòng)和改善切縫內(nèi)流場(chǎng)及排屑狀況兩種作用結(jié)合起來(lái)，并且使匯聚點(diǎn)與切縫的距離可調(diào)，適應(yīng)變厚度加工的需要。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
一種高速電火花線切割的工作液變射流裝置，射流蓋板固定在電火花線切割機(jī)的機(jī)頭上，工作時(shí)電極絲穿過(guò)導(dǎo)流套筒的中央臺(tái)階孔內(nèi)的寶石導(dǎo)絲器的中孔并張緊持續(xù)供絲；導(dǎo)流套筒的上部圓盤(pán)外周與射流蓋板的圓槽內(nèi)周相配合并密封固定，圓盤(pán)的中部設(shè)置有水平環(huán)形腔，若干個(gè)垂直的導(dǎo)流孔開(kāi)口位于水平環(huán)形腔的內(nèi)側(cè)，并向下延伸貫通套筒部，出口在錐柄部處；水平環(huán)形腔與射流蓋板的工作液入口相連通；鎖緊圈通過(guò)螺紋配合在導(dǎo)流套筒的套筒部的外螺紋上，射流槽體通過(guò)螺紋配合在導(dǎo)流套筒的錐柄部的外螺紋上，凸輪槽圓環(huán)位于鎖緊圈與射流槽體之間；凸輪槽圓環(huán)的中央通孔與導(dǎo)流套筒的套筒部外周間隙配合，凸輪槽圓環(huán)的環(huán)面上設(shè)置有若干道弧形凸輪槽；射流槽體徑向開(kāi)有若干個(gè)射流槽，若干根射流條上端通過(guò)上銷(xiāo)釘與導(dǎo)柱樞接，下端通過(guò)下銷(xiāo)釘樞接在射流槽的銷(xiāo)軸孔內(nèi)，射流條可以繞下銷(xiāo)釘轉(zhuǎn)動(dòng)，并以U型開(kāi)口槽為軌道上下滑移；導(dǎo)柱凸出于射流槽體的頂面，裝配后被限位在凸輪槽圓環(huán)的弧形凸輪槽內(nèi)，凸輪槽圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)，使導(dǎo)柱發(fā)生沿徑向的位移，從而使得射流條產(chǎn)生不同的斜度；所述導(dǎo)流孔、弧形凸輪槽、射流槽與射流條的數(shù)目相同，位置對(duì)應(yīng)。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)
圓盤(pán)的周面設(shè)置有環(huán)形凹槽，通過(guò)O型密封圈實(shí)現(xiàn)密封，并通過(guò)螺釘鎖緊圓盤(pán)端面的螺紋孔將導(dǎo)流套筒固定在射流蓋板上。凸輪槽圓環(huán)通過(guò)上端面的密封上墊片與下端面的密封下墊片抵緊在鎖緊圈與射流槽體之間。射流槽的上端面設(shè)置臺(tái)階面，與導(dǎo)流套筒中部導(dǎo)流孔出口端面配合；射流槽的內(nèi)錐面設(shè)置有內(nèi)螺紋，與導(dǎo)流套筒下側(cè)錐柄部的外螺紋相嚙合；射流槽下端有銷(xiāo)軸孔。所述導(dǎo)流孔、弧形凸輪槽、射流槽與射流條的數(shù)目為十二個(gè)。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)射流條的角度來(lái)改變工作液射流角，達(dá)到調(diào)整工作液在電極絲上的匯聚點(diǎn)距離工件切縫的目的，實(shí)現(xiàn)工作液以適當(dāng)?shù)牧魉俸蛥R聚點(diǎn)包裹住電極絲，在吸附電極絲振動(dòng)、增加穩(wěn)定性同時(shí)，改善了極間內(nèi)流場(chǎng)流動(dòng)，加速蝕除產(chǎn)物的排出和加工區(qū)的冷卻， 更好地適應(yīng)大厚度、變厚度工件的切割要求。
圖I為本發(fā)明的剖視圖。圖2為圖I的左視圖。圖3為導(dǎo)流套筒的局部剖視圖。圖4為射流蓋板的立體圖。圖5為凸輪槽圓環(huán)的立體圖。圖6為射流槽體的立體圖。圖7為射流條的立體圖。圖8為射流槽體與射流條的裝配結(jié)構(gòu)立體圖。圖9為本發(fā)明的工作原理圖。圖中1、電極絲；2、導(dǎo)流套筒；3、射流蓋板；4、鎖緊圈；5、凸輪槽圓環(huán)；6、導(dǎo)柱；7、 上銷(xiāo)釘；8、射流槽體；9、射流條；10、寶石導(dǎo)絲器；11、下銷(xiāo)釘；12、下墊片；13、上墊片；14、 密封圈；15、螺釘；16、U型開(kāi)口槽；17、工作液；21、圓盤(pán)；22、臺(tái)階孔；23、環(huán)形腔；24、凹槽； 25、導(dǎo)流孔；26、錐柄部；27、套筒部；28、螺紋孔；31、工作液入口 ；32、圓槽；51、弧形凸輪槽；52、滾花；53、中央通孔；81、射流槽；82、臺(tái)階面；83、內(nèi)螺紋；84、銷(xiāo)軸孔；β、射流角；h、 匯聚點(diǎn)高度。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖I、圖2所示，本發(fā)明所述的高速電火花線切割的工作液變射流裝置的射流蓋板3固定在電火花線切割機(jī)的機(jī)頭上，導(dǎo)流套筒2的中央臺(tái)階孔22內(nèi)設(shè)置有寶石導(dǎo)絲器 10，工作時(shí)電極絲I穿過(guò)寶石導(dǎo)絲器10的中孔并張緊持續(xù)供絲。如圖3所示，導(dǎo)流套筒2的上部為直徑較大的圓盤(pán)21，中部直徑較小的套筒部27 外周設(shè)置有外螺紋，下方錐柄部26的外周也設(shè)置有外螺紋；圓盤(pán)21外周與射流蓋板3 (參見(jiàn)圖4)的圓槽32的內(nèi)周相配合，圓盤(pán)21的周面設(shè)置有環(huán)形凹槽24，裝配有O型密封圈14 實(shí)現(xiàn)密封，并通過(guò)螺釘15鎖緊圓盤(pán)21端面的螺紋孔28將導(dǎo)流套筒2固定在射流蓋板3上。 圓盤(pán)21的中部設(shè)置有水平環(huán)形腔23，十二個(gè)垂直的導(dǎo)流孔25開(kāi)口位于水平環(huán)形腔23的內(nèi)偵牝并向下延伸貫通套筒部27，出口在錐柄部26處；完成裝配后水平環(huán)形腔23與射流蓋板 3的工作液入口 31相連通。
鎖緊圈4通過(guò)螺紋配合在導(dǎo)流套筒2的套筒部27的外螺紋上，射流槽體8通過(guò)螺紋配合在導(dǎo)流套筒2的錐柄部26的外螺紋上，凸輪槽圓環(huán)5通過(guò)上端面的密封上墊片13 與下端面的密封下墊片12抵緊在鎖緊圈4與射流槽體8之間，凸輪槽圓環(huán)5的中央通孔53 與導(dǎo)流套筒2的套筒部27外周間隙配合。如圖5所示，凸輪槽圓環(huán)5外周設(shè)置有滾花52， 內(nèi)周為中央通孔53，在環(huán)面上設(shè)置有十二道弧形凸輪槽51。如圖6至圖8所示，射流槽體 8徑向開(kāi)有十二個(gè)傾斜的射流槽81，射流槽81的上端面設(shè)置臺(tái)階面82，與導(dǎo)流套筒2中部導(dǎo)流孔25出口端面配合；射流槽81的內(nèi)錐面設(shè)置有內(nèi)螺紋83，與導(dǎo)流套筒2下側(cè)錐柄部 26的外螺紋相嚙合；射流槽81下端有銷(xiāo)軸孔84。如圖7所示，十二根射流條9上端通過(guò)上銷(xiāo)釘7與導(dǎo)柱6樞接，下端通過(guò)下銷(xiāo)釘11樞接在射流槽81的銷(xiāo)軸孔84內(nèi)，射流條9可以繞下銷(xiāo)釘11轉(zhuǎn)動(dòng)，并以U型開(kāi)口槽16為軌道上下滑移。射流條9與射流槽體8的裝配結(jié)構(gòu)如圖8所示，導(dǎo)柱6凸出于射流槽體8的頂面，裝配后被限位在凸輪槽圓環(huán)5的弧形凸輪槽51內(nèi)，如圖I所示，凸輪槽圓環(huán)5的旋轉(zhuǎn)，使導(dǎo)柱6發(fā)生沿徑向的位移，從而使得射流條 9產(chǎn)生不同的斜度。以下結(jié)合圖9說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。根據(jù)流體力學(xué)理論，當(dāng)射流角為某一定值時(shí)，射流匯聚點(diǎn)上方空氣的速度方向與射流方向正好相反，流體內(nèi)的壓力比流體外的壓力低，從而在匯聚點(diǎn)的上方存在大面積的負(fù)壓區(qū)，這個(gè)負(fù)壓區(qū)將射流向噴嘴中心位置擠壓，射流不發(fā)生散射，而產(chǎn)生匯聚。當(dāng)射流角逐漸增大時(shí)，匯聚點(diǎn)高度逐漸上移，匯聚點(diǎn)上方也會(huì)從負(fù)壓區(qū)慢慢變?yōu)檎龎簠^(qū)，流體外環(huán)境空氣的速度就越大，對(duì)射流的擾動(dòng)就越強(qiáng)，匯聚效果就越差。本發(fā)明正是基于上面的理論基礎(chǔ)，在一定范圍內(nèi)，通過(guò)改變射流條的斜度來(lái)改變工作液射流的射流角，來(lái)調(diào)整工作液在電極絲上的匯聚點(diǎn)距離工件切縫的距離，射流速度的改變可以通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)工作液以適當(dāng)?shù)牧魉俸蛥R聚點(diǎn)包裹住電極絲，在吸附電極絲振動(dòng)、增加穩(wěn)定性的同時(shí)，改善極間內(nèi)流場(chǎng)流動(dòng)，加速蝕除產(chǎn)物的排出和加工區(qū)的冷卻，更好地適應(yīng)大厚度、變厚度工件切割要求。實(shí)際工作時(shí)，工作液17通過(guò)射流蓋板3的工作液入口 31，進(jìn)入導(dǎo)流套筒2水平環(huán)形腔23內(nèi)，然后通過(guò)十二個(gè)垂直的導(dǎo)流孔25進(jìn)入與之對(duì)應(yīng)的射流槽體8上的十二個(gè)徑向傾斜的射流槽81內(nèi)。操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪槽圓環(huán)5時(shí),在弧形凸輪槽51里的導(dǎo)柱6通過(guò)上銷(xiāo)釘7帶動(dòng)射流條9上端沿著射流槽81徑向移動(dòng)，射流條9下端的U型開(kāi)口槽16繞著下銷(xiāo)釘11轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)射流條9在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到調(diào)節(jié)噴射出的工作液 17的射流角β的目的。當(dāng)射流角β確定后，觀察十二股工作液17的射流在電極絲I上的匯聚點(diǎn)，但達(dá)到需要的匯聚點(diǎn)高度h并包裹住電極絲I向下穩(wěn)定地沖入切縫，手工旋轉(zhuǎn)鎖緊圈4，將凸輪槽圓環(huán)5固定鎖死，同時(shí)壓緊上墊片13與下墊片12實(shí)現(xiàn)密封。以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)皇菍?duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見(jiàn)權(quán)利要求，在不違背本發(fā)明精神的 情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改，例如射流槽體徑向開(kāi)有若干個(gè)傾斜的射流槽。
權(quán)利要求
1.一種高速電火花線切割的工作液變射流裝置，其特征在于射流蓋板(3)固定在電火花線切割機(jī)的機(jī)頭上，工作時(shí)電極絲(I)穿過(guò)導(dǎo)流套筒(2)的中央臺(tái)階孔(22)內(nèi)的寶石導(dǎo)絲器(10)的中孔并張緊持續(xù)供絲； ――導(dǎo)流套筒(2)的上部圓盤(pán)(21)外周與射流蓋板(3)的圓槽(32)內(nèi)周相配合并密封固定，圓盤(pán)(21)的中部設(shè)置有水平環(huán)形腔(23)，若干個(gè)垂直的導(dǎo)流孔(25)開(kāi)口位于水平環(huán)形腔(23 )的內(nèi)側(cè)，并向下延伸貫通套筒部(27 )，出口在錐柄部(26 )處；水平環(huán)形腔(23 )與射流蓋板(3)的工作液入口(31)相連通； ――鎖緊圈(4)通過(guò)螺紋配合在導(dǎo)流套筒(2 )的套筒部(27 )的外螺紋上，射流槽體(8 )通過(guò)螺紋配合在導(dǎo)流套筒(2)的錐柄部(26)的外螺紋上，凸輪槽圓環(huán)(5)位于鎖緊圈(4)與射流槽體(8)之間； 凸輪槽圓環(huán)(5)的中央通孔(53)與導(dǎo)流套筒(2)的套筒部(27)外周間隙配合，凸輪槽圓環(huán)(5)的環(huán)面上設(shè)置有若干道弧形凸輪槽(51)； 射流槽體(8 )徑向開(kāi)有若干個(gè)射流槽(81)，若干根射流條(9 )上端通過(guò)上銷(xiāo)釘(7 )與導(dǎo)柱(6 )樞接，下端通過(guò)下銷(xiāo)釘(11)樞接在射流槽(81)的銷(xiāo)軸孔(84)內(nèi)，射流條(9 )可以繞下銷(xiāo)釘(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，并以U型開(kāi)口槽(16)為軌道上下滑移；導(dǎo)柱(6)凸出于射流槽體(8)的頂面，裝配后被限位在凸輪槽圓環(huán)(5)的弧形凸輪槽(51)內(nèi)，凸輪槽圓環(huán)(5)的旋轉(zhuǎn),使導(dǎo)柱(6)發(fā)生沿徑向的位移，從而使得射流條(9)產(chǎn)生不同的斜度； 所述導(dǎo)流孔(25)、弧形凸輪槽(51)、射流槽(81)與射流條(9)的數(shù)目相同，位置對(duì)應(yīng)。
2.按照權(quán)利要求I所述的高速電火花線切割的工作液變射流裝置，其特征在于圓盤(pán)(21)的周面設(shè)置有環(huán)形凹槽(24)，通過(guò)O型密封圈(14)實(shí)現(xiàn)密封，并通過(guò)螺釘(15)鎖緊圓盤(pán)(21)端面的螺紋孔(28)將導(dǎo)流套筒(2)固定在射流蓋板(3)上。
3.按照權(quán)利要求I所述的高速電火花線切割的工作液變射流裝置，其特征在于凸輪槽圓環(huán)(5)通過(guò)上端面的密封上墊片(13)與下端面的密封下墊片(12)抵緊在鎖緊圈(4)與射流槽體(8)之間。
4.按照權(quán)利要求I所述的高速電火花線切割的工作液變射流裝置，其特征在于射流槽(81)的上端面設(shè)置臺(tái)階面(82)，與導(dǎo)流套筒(2)中部導(dǎo)流孔(25)出口端面配合；射流槽(81)的內(nèi)錐面設(shè)置有內(nèi)螺紋(83)，與導(dǎo)流套筒(2)下側(cè)錐柄部(26)的外螺紋相嚙合；射流槽(81)下端有銷(xiāo)軸孔(84)。
5.按照權(quán)利要求I所述的高速電火花線切割的工作液變射流裝置，其特征在于所述導(dǎo)流孔(25 )、弧形凸輪槽(51)、射流槽(81)與射流條(9 )的數(shù)目為十二個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高速電火花線切割的工作液變射流裝置，導(dǎo)流套筒的上部圓盤(pán)的水平環(huán)形腔與射流蓋板的工作液入口相連通；鎖緊圈、凸輪槽圓環(huán)、射流槽體配合在導(dǎo)流套筒外周；射流槽體徑向開(kāi)有若干個(gè)射流槽，射流條上端通過(guò)樞接的導(dǎo)柱被限位在弧形凸輪槽內(nèi)，凸輪槽圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)，使導(dǎo)柱發(fā)生沿徑向的位移，從而使得射流條產(chǎn)生不同的斜度。本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)射流條的角度來(lái)改變工作液射流角，達(dá)到調(diào)整工作液在電極絲上的匯聚點(diǎn)距離工件切縫的目的，實(shí)現(xiàn)工作液以適當(dāng)?shù)牧魉俸蛥R聚點(diǎn)包裹住電極絲，在吸附電極絲振動(dòng)、增加穩(wěn)定性同時(shí)，改善了極間內(nèi)流場(chǎng)流動(dòng)，加速蝕除產(chǎn)物的排出和加工區(qū)的冷卻，更好地適應(yīng)大厚度、變厚度工件的切割要求。
文檔編號(hào)B23H7/36GK102699462SQ20121018425
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者張秋菊, 范圣耀, 陳海衛(wèi) 申請(qǐng)人:江南大學(xué)