高速电极丝的精密自动送丝装置及工艺.pdf

《高速电极丝的精密自动送丝装置及工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速电极丝的精密自动送丝装置及工艺.pdf（16页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910217459.X (22)申请日 2019.03.21 (71)申请人 合肥工业大学 地址 230009 安徽省合肥市屯溪路193号 (72)发明人 董伯麟杨瑞伟常伟杰丁志 王勇 (74)专利代理机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所(普通合伙) 32231 代理人 王巍巍 (51)Int.Cl. B23H 7/10(2006.01) (54)发明名称 一种高速电极丝的精密自动送丝装置及工 艺 (57)摘要 本发明涉及微细丝送丝机技术领域， 特别涉 及一种高速电极丝的精密。

2、自动送丝装置及工艺， 包括整丝箱和进给模块， 整丝箱包括箱体， 箱体 内设有储丝轮、 张力调整机构和张力检测机构， 整丝箱末端还设有导向机构， 进给模块包括基 座， 电极丝从基座中心穿过， 基座上设有用于交 替夹紧或松开电极丝的静压电陶瓷组和动压电 陶瓷组， 进给模块包括用于限制静压电陶瓷组在 电极丝进给方向的运动的限位结构， 进给模块还 包括用于带动动压电陶瓷组沿电极丝进给方向 上往复运动的驱动机构， 基座末端具有用于将电 极丝导出的导向嘴， 本发明提出了一种结构简 单、 操作方便的微细电极丝自动送丝装置， 能够 有效的解决现有电火花加工中一次装丝加工时 间短， 电极丝抖动的问题。 权利要求。

3、书2页 说明书4页 附图9页 CN 109865909 A 2019.06.11 CN 109865909 A 1.一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于:包括整丝箱(1)和进给模块， 所述的整丝箱(1)包括箱体， 箱体内设有用于供应电极丝(25)的储丝轮(2)、 用于调整 电极丝(25)张力的张力调整机构和用于检测电极丝(25)张力的张力检测机构， 所述的整丝 箱(1)末端还设有用于将电极丝(25)输入至进给模块中的导向机构， 所述的进给模块包括基座(27)， 所述的电极丝(25)从基座(27)中心穿过， 所述的基座 (27)上设有用于交替夹紧或松开电极丝(25)的静压电陶瓷组和动压。

4、电陶瓷组， 所述的静压 电陶瓷组包括位于电极丝(25)一侧的第一上压电陶瓷块(14)和位于电极丝(25)另一侧的 第一下压电陶瓷块(15)， 所述的动压电陶瓷组包括位于电极丝(25)一侧的第二上压电陶瓷 块(23)和位于电极丝(25)另一侧的第二下压电陶瓷块(24)， 所述的进给模块包括用于限制 静压电陶瓷组在电极丝(25)进给方向的运动的限位结构， 所述的进给模块还包括用于带动 动压电陶瓷组沿电极丝(25)进给方向上往复运动的驱动机构， 所述的基座(27)末端具有用 于将电极丝(25)导出的导向嘴(26)。 2.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于： 所述的进 。

5、给模块前端还固定设有用于对电极丝(25)进行导向的导向管(11)， 所述的导向管(11)前端 开有便于电极丝(25)导入的V型槽口。 3.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于： 所述的张 力调整机构包括设置在储丝轮(2)后方的第一导轮(3)和第二导轮(7)， 所述的第一导轮(3) 和第二导轮(7)之间具有滑轮(4)， 电极丝(25)依次从第一导轮(3)、 滑轮(4)和第二导轮(7) 上绕过， 所述的滑轮(4)上悬挂有铁质重块(5)， 所述的体质重块下方具有用于向下吸附铁 块的电磁装置(6)。 4.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于：。

6、 所述的张 力检测机构为张力传感器(8)。 5.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于： 所述的导 向机构包括位于电极丝(25)一侧的导电轮(10)和位于电极丝(25)另一侧的弹性轮(9)， 所 述的弹性轮(9)上固定有将其向导电轮(10)方向压的压缩弹簧， 所述的压缩弹簧的另一端 固定在箱体上。 6.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于： 所述的驱 动机构包括沿送丝方向往复运动的托架(19)， 所述的托架(19)中心设有键槽， 所述的第二 上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)均位于键槽内并与键槽键配合连接， 所述的基 座(2。

7、7)上固定有导轨(20)， 所述的托架(19)上开设有与导轨(20)相配合的方形槽口， 所述 的托架(19)上还连接有用于驱动其运动的直线型音圈电机(18)。 7.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于： 所述的导 轨(20)两侧具有限制托架(19)位置的第一限位块(22)和第二限位块(21)。 8.根据权利要求1所述的一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于： 所述的限 位机构包括分别设置在第一上压电陶瓷块(14)两侧的第一上压电陶瓷支撑块(12)和第二 上压电陶瓷支撑块(16)以及分别设置在第一下压电陶瓷块(15)两侧的第一下压电陶瓷支 撑块(13)和第二。

8、下压电陶瓷支撑块(17)。 9.一种如权利要求18任一项所述的高速电极丝的精密自动送丝装置的工艺， 其特征 在于： 包括以下步骤： 权利要求书 1/2 页 2 CN 109865909 A 2 步骤1： 在进给开始时， 第一上压电陶瓷块(14)、 第一下压电陶瓷块(15)、 第二上压电陶 瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)均处于关闭状态； 步骤2： 当进行进给补偿时， 第一上压电陶瓷块(14)和第一下压电陶瓷块(15)与外部电 源的负极连接， 第一上压电陶瓷块(14)和第一下压电陶瓷块(15)加负电压后收缩， 第一上 压电陶瓷块(14)和第一下压电陶瓷块(15)不对电极丝(25)夹紧， 而。

9、第二上压电陶瓷块(23) 和第二下压电陶瓷块(24)与外部电源的正极连接， 第二上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶 瓷块(24)夹紧电极丝(25)； 步骤3： 直线型音圈电机(18)带动托架(19)在基座(27)的导轨(20)上向前平移运动， 第 二上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)夹持着电极丝(25)实现进给， 当托架(19)向 前运动到基座(27)上导轨(20)的前端极限位置时， 第一限位块(22)抱紧托架(19)， 使得第 二上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)送丝结束； 步骤4： 当电极丝(25)完成进给时， 第一上压电陶瓷块(14)和第一下压电陶瓷块(15)解 。

10、除外部负电压， 使得第一上压电陶瓷块(14)和第一下压电陶瓷块(15)夹紧电极丝(25)； 步骤5： 第二上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)外接负电压， 使得第二上压电 陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)收缩松开微细电极丝(25)； 步骤6： 直线型音圈电机(18)带动托架(19)向后运动， 直到托架(19)到达导轨(20)上的 第二限位块(21)位置， 第二限位块(21)抱紧托架(19)； 步骤7： 第二上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)解除负电压并恢复长度， 并且 第二上压电陶瓷块(23)和第二下压电陶瓷块(24)夹住电极丝(25)， 恢复到初始状态， 完成 。

11、了一次进给。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109865909 A 3 一种高速电极丝的精密自动送丝装置及工艺 技术领域 0001 本发明涉及微细丝送丝机技术领域， 特别涉及一种高速电极丝的精密自动送丝装 置及工艺。 背景技术 0002 电火花线切割加工技术是一种利用电火花放电所产生的热效应切除被加工零件 材料加工方法， 不受工件的强度、 硬度等机械性能的限制， 能够加工任意导电材料， 因此在 制造领域具有非常独特的优势。 相对于机械切削加工而言具有以下几个特点： 0003 1)由于电极和工件之间没有相对切削运动， 不存在机械加工时的切削力， 因此适 宜于低刚度工件和细微加工。 0004 。

12、2)因为脉冲放电时间短， 材料加工表面受热影响范围比较小， 所以也适宜于热敏 性材料的加工。 0005 3)加工过程中的电参数较机械量易于实现数字控制、 自适应控制、 智能化控制， 能 方便地进行粗、 半精、 精加工各工序， 简化工艺过程。 在设置好加工参数后， 加工过程中无须 进行人工干涉。 0006 相比传统机械加工而言， 电火花加工具有明显的优势， 是当前微细加工的一种常 用方法。 但是在现有的装置中， 电火花用微细电极丝的高速运动很难实现精确的控制， 容易 出现电极丝抖动、 定位不准确的问题。 这是电火花加工快速发展和改进的最主要的障碍， 也 是当前迫切需要解决的问题。 发明内容 00。

13、07 为了解决现有技术存在的电极丝抖动、 定位不准确的问题， 本发明提供一种结构 简单、 成本低廉、 精确可控的送丝装置及工艺， 以实现线切割丝加工微细电火花电极丝中的 自动进丝。 0008 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 0009 一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 其特征在于:包括整丝箱和进给模块， 0010 所述的整丝箱包括箱体， 箱体内设有用于供应电极丝的储丝轮、 用于调整电极丝 张力的张力调整机构和用于检测电极丝张力的张力检测机构， 所述的整丝箱末端还设有用 于将电极丝输入至进给模块中的导向机构， 0011 所述的进给模块包括基座， 所述的电极丝从基座中心穿过， 所述的基座。

14、上设有用 于交替夹紧或松开电极丝静压电陶瓷组和动压电陶瓷组， 所述的静压电陶瓷组包括位于电 极丝一侧的第一上压电陶瓷块和位于电极丝另一侧的第一下压电陶瓷块， 所述的动压电陶 瓷组包括位于电极丝一侧的第二上压电陶瓷块和位于电极丝另一侧的第二下压电陶瓷块， 所述的进给模块包括用于限制静压电陶瓷组沿电极丝进给方向的运动的限位结构， 所述的 进给模块还包括用于带动动压电陶瓷组在电极丝进给方向上往复运动的驱动机构， 所述的 基座末端具有用于将电极丝导出的导向嘴。 说明书 1/4 页 4 CN 109865909 A 4 0012 进一步的， 所述的进给模块前端还固定设有对电极丝进行导向的导向管， 所述的。

15、 导向管前端开有便于电极丝导入的V型槽口。 导向管能够保证微细电极丝能够分别和第一 上压电陶瓷块和第一下压电陶瓷块间的间隙、 第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块间的 间隙处于同一直线上， 保证微细电极丝能够不弯曲平稳运行。 0013 进一步的， 所述的张力调整机构包括设置在储丝轮后方的第一导轮和第二导轮， 所述的第一导轮和第二导轮之间具有滑轮， 电极丝依次从第一导轮、 滑轮和第二导轮上绕 过， 所述的滑轮上悬挂有铁质重块， 所述的体质重块下方具有用于向下吸附铁块的电磁装 置。 0014 进一步的， 所述的张力检测机构为张力传感器。 0015 进一步的， 所述的导向机构包括位于电极丝一侧的导电轮。

16、和位于电极丝另一侧的 弹性轮， 所述的弹性轮上固定有将其向导电轮方向压的压缩弹簧， 所述的压缩弹簧的另一 端固定在箱体上。 0016 进一步的， 所述的驱动机构包括沿送丝方向往复运动的托架， 所述的托架中心设 有键槽， 所述的第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块均位于键槽内并与键槽键配合连 接， 所述的基座上固定有导轨， 所述的托架上开设有与导轨相配合的方形槽口， 所述的托架 上还连接有用于驱动其运动的直线型音圈电机。 0017 进一步的， 所述的导轨两侧具有限制托架位置的第一限位块和第二限位块。 0018 进一步的， 所述的限位机构包括分别设置在第一上压电陶瓷块两侧的第一上压电 陶瓷支撑块和第。

17、二上压电陶瓷支撑块以及分别设置在第一下压电陶瓷块两侧的第一下压 电陶瓷支撑块和第二下压电陶瓷支撑块。 静压电陶瓷组都有压电陶瓷支撑块， 能够确保静 压电陶瓷组不会发生水平移动， 保证电极丝能够精确控制进给量。 0019 一种如权利要求上所述的高速电极丝的精密自动送丝装置的工艺， 包括以下步 骤： 0020 步骤1： 在进给开始时， 第一上压电陶瓷块、 第一下压电陶瓷块、 第二上压电陶瓷块 和第二下压电陶瓷块均处于关闭状态； 0021 步骤2： 当进行进给补偿时， 第一上压电陶瓷块和第一下压电陶瓷块与外部电源的 负极连接， 第一上压电陶瓷块和第一下压电陶瓷块加负电压后收缩， 第一上压电陶瓷块和 。

18、第一下压电陶瓷块不对电极丝夹紧， 而第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块与外部电源 的正极连接， 第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块夹紧电极丝； 0022 步骤3： 直线型音圈电机带动托架在基座的导轨上向前平移运动， 第二上压电陶瓷 块和第二下压电陶瓷块夹持着电极丝实现进给， 当托架向前运动到基座上导轨的前端极限 位置时， 第一限位块抱紧托架， 使得第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块送丝结束； 0023 步骤4： 当电极丝完成进给时， 第一上压电陶瓷块和第一下压电陶瓷块解除外部负 电压， 使得第一上压电陶瓷块和第一下压电陶瓷块夹紧电极丝； 0024 步骤5： 第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块外。

19、接负电压， 使得第二上压电陶瓷 块和第二下压电陶瓷块收缩松开微细电极丝； 0025 步骤6： 直线型音圈电机带动托架向后运动， 直到托架到达导轨上的第二限位块位 置， 第二限位块抱紧托架； 0026 步骤7： 第二上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块解除负电压并恢复长度， 并且第二 说明书 2/4 页 5 CN 109865909 A 5 上压电陶瓷块和第二下压电陶瓷块夹住电极丝， 恢复到初始状态， 完成了一次进给。 0027 有益效果： 本发明提出了一种结构简单、 操作方便的微细电极丝自动送丝装置， 能 够有效的解决现有电火花加工中一次装丝加工时间短， 电极丝抖动的问题。 能够有效简化 加工机床的。

20、结构， 实现机床的小型化和轻量化。 利用传感器检测和电磁装置的闭环控制实 时地调整电极丝上地张力， 提高了电火花加工地精度和表面的光洁度， 也减少了由于电极 丝弯曲带来的加工过程不稳定等问题， 提高了加工过程微细电极丝的稳定性。 附图说明 0028 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 0029 图1为高速电极丝的精密自动送丝装置的整体结构图； 0030 图2为托架的剖视图； 0031 图3为初始状态图； 0032 图4为静压电陶瓷组松开电极丝的状态图； 0033 图5为动压电陶瓷组推进电极丝的状态图； 0034 图6为静压电陶瓷组夹紧电极丝的状态图； 0035 图7为动压电。

21、陶瓷组松开电极丝的状态图； 0036 图8为动压电陶瓷组回位的状态图； 0037 图9为动压电陶瓷组夹紧电极丝的状态图。 0038 其中， 1、 整丝箱， 2、 储丝轮， 3、 第一导轮， 4、 滑轮， 5、 铁质重块， 6、 电磁装置， 7、 第二 导轮， 8、 张力传感器， 9、 弹性轮， 10、 导电轮， 11、 导向管， 12、 第一上压电陶瓷支撑块， 13、 第 一下压电陶瓷支撑块， 14、 第一上压电陶瓷块， 15、 第一下压电陶瓷块， 16、 第二上压电陶瓷 支撑块， 17、 第二下压电陶瓷支撑块， 18、 直线型音圈电机， 19、 托架， 20、 导轨， 21、 第二限位 块，。

22、 22、 第一限位块， 23、 第二上压电陶瓷块， 24、 第二下压电陶瓷块， 25、 电极丝， 26、 导向嘴， 27、 基座。 具体实施方式 0039 如图12， 一种高速电极丝的精密自动送丝装置， 包括整丝箱1和进给模块， 0040 整丝箱1包括箱体， 箱体内设有用于供应电极丝25的储丝轮2、 用于调整电极丝25 张力的张力调整机构和用于检测电极丝25张力的张力检测机构， 张力检测机构为张力传感 器8。 张力调整机构包括设置在储丝轮2后方的第一导轮3和第二导轮7， 第一导轮3和第二导 轮7之间具有滑轮4， 电极丝25依次从第一导轮3、 滑轮4和第二导轮7上绕过， 滑轮4上悬挂有 铁质重块。

23、5， 体质重块下方具有用于向下吸附铁块的电磁装置6。 0041 整丝箱1末端还设有用于将电极丝25输入至进给模块中的导向机构， 导向机构包 括位于电极丝25一侧的导电轮10和位于电极丝25另一侧的弹性轮9， 弹性轮9上固定有将其 向导电轮10方向压的压缩弹簧， 压缩弹簧的另一端固定在箱体上。 0042 进给模块包括基座27， 电极丝25从基座27中心穿过， 基座27上设有用于交替夹紧 或松开电极丝25的静压电陶瓷组和动压电陶瓷组， 静压电陶瓷组包括位于电极丝25一侧的 第一上压电陶瓷块14和位于电极丝25另一侧的第一下压电陶瓷块15， 动压电陶瓷组包括位 于电极丝25一侧的第二上压电陶瓷块23。

24、和位于电极丝25另一侧的第二下压电陶瓷块24， 进 说明书 3/4 页 6 CN 109865909 A 6 给模块包括用于限制静压电陶瓷组沿电极丝25进给方向的运动的限位结构， 限位机构包括 分别设置在第一上压电陶瓷块14两侧的第一上压电陶瓷支撑块12和第二上压电陶瓷支撑 块16以及分别设置在第一下压电陶瓷块15两侧的第一下压电陶瓷支撑块13和第二下压电 陶瓷支撑块17。 0043 进给模块还包括用于带动动压电陶瓷组在电极丝25进给方向上往复运动的驱动 机构， 驱动机构包括沿送丝方向往复运动的托架19， 托架19中心设有键槽， 第二上压电陶瓷 块23和第二下压电陶瓷块24均位于键槽内并与键槽。

25、键配合连接， 基座27上固定有导轨20， 托架19上开设有与导轨20相配合的方形槽口， 托架19上还连接有用于驱动其运动的直线型 音圈电机18。 导轨20两侧具有限制托架19位置的第一限位块22和第二限位块21。 0044 基座27末端具有用于将电极丝25导出的导向嘴26。 0045 进给模块前端还固定设有对电极丝25进行导向的导向管11， 导向管11前端开有便 于电极丝25导入的V型槽口。 0046 一种如上述的高速电极丝的精密自动送丝装置的工艺， 其特征在于： 包括以下步 骤： 0047 步骤1： 在进给开始时， 第一上压电陶瓷块14、 第一下压电陶瓷块15、 第二上压电陶 瓷块23和第二。

26、下压电陶瓷块24均处于关闭状态， 如图3所示； 0048 步骤2： 当进行进给补偿时， 第一上压电陶瓷块14和第一下压电陶瓷块15与外部电 源的负极连接， 第一上压电陶瓷块14和第一下压电陶瓷块15加负电压后收缩， 第一上压电 陶瓷块14和第一下压电陶瓷块15不对电极丝25夹紧， 而第二上压电陶瓷块23和第二下压电 陶瓷块24与外部电源的正极连接， 第二上压电陶瓷块23和第二下压电陶瓷块24夹紧电极丝 25， 如图4所示， 0049 步骤3： 直线型音圈电机18带动托架19在基座27的导轨20上向前平移运动， 第二上 压电陶瓷块23和第二下压电陶瓷块24夹持着电极丝25实现进给， 当托架19向。

27、前运动到基座 27上导轨20的前端极限位置时， 第一限位块22抱紧托架19， 使得第二上压电陶瓷块23和第 二下压电陶瓷块24送丝结束， 如图5所示； 0050 步骤4： 当电极丝25完成进给时， 第一上压电陶瓷块14和第一下压电陶瓷块15解除 外部负电压， 使得第一上压电陶瓷块14和第一下压电陶瓷块15夹紧电极丝25， 如图6所示； 0051 步骤5： 第二上压电陶瓷块23和第二下压电陶瓷块24外接负电压， 使得第二上压电 陶瓷块23和第二下压电陶瓷块24收缩松开微细电极丝25， 如图7所示； 0052 步骤6： 直线型音圈电机18带动托架19向后运动， 直到托架19到达导轨20上的第二 限。

28、位块21位置， 第二限位块21抱紧托架19， 如图8所示； 0053 步骤7： 第二上压电陶瓷块23和第二下压电陶瓷块24解除负电压并恢复长度， 并且 第二上压电陶瓷块23和第二下压电陶瓷块24夹住电极丝25， 恢复到初始状态， 如图9所示， 完成了一次进给。 0054 当电火花加工用微细电极丝要实现回退时， 可采取相反的操作过程。 0055 应当理解， 以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明， 并不用于限定本发明。 由 本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。 说明书 4/4 页 7 CN 109865909 A 7 图1 说明书附图 1/9 页 8 CN 109865909 A 8 图2 说明书附图 2/9 页 9 CN 109865909 A 9 图3 说明书附图 3/9 页 10 CN 109865909 A 10 图4 说明书附图 4/9 页 11 CN 109865909 A 11 图5 说明书附图 5/9 页 12 CN 109865909 A 12 图6 说明书附图 6/9 页 13 CN 109865909 A 13 图7 说明书附图 7/9 页 14 CN 109865909 A 14 图8 说明书附图 8/9 页 15 CN 109865909 A 15 图9 说明书附图 9/9 页 16 CN 109865909 A 16 。