线切割放电加工装置的线切断装置

摘要

切断为了使在与工件(W)之间发生放电而使用过的线电极(5)的线切断装置(3)包括驱动齿轮(12)、与该驱动齿轮啮合并相对该驱动齿轮可以自由转动的从动齿轮(13)、将该从动齿轮向驱动齿轮挤压的挤压力施加机构(17)、将为了发生放电而使用过的线电极向驱动齿轮和从动齿轮之间进给的滚轮(10a、10b)和驱动上述驱动齿轮以使驱动齿轮的圆周速度大于线电极由线进给装置进给的速度的驱动机构。伴随驱动齿轮和从动齿轮的转动,夹在这些齿轮之间的线电极约束在驱动齿轮和从动齿轮中的一方的齿轮的相邻的2个齿(13d、13e)之间,线电极的被约束的部分由另一方的齿轮的齿(12e)向上述一方的齿轮挤压,由拉伸力切断。挤压力施加机构的挤压力可以利用调整螺钉(17e)进行调整。

说明书

技术领域

本发明涉及通过使在移动的线电极与工件之间发生放电对工件进行加工的线切割放电加工装置。特别是本发明涉及将发生放电所使用的线电极切断为小段的线切断装置。

背景技术

线电极(以下，简称为线)出供线管经过张力施加装置和多个滑轮向卷线轮或收线轮传送的线切割放电加工装置是大家所熟知的。这样，在施加了指定的张力的状态下，通过使在移动的线与导电性工件之间形成的间隙发生放电而加工工件。通常，使用直径为0.1mm～0.3mm的铜或黄铜的线。根据需要，也使用拉伸强度高、直径不到0.1mm的钼或钨的线。收线轮收取发生放电所使用的线，并输送到桶状的适当的线回收容器中。这种线切割放电加工装置加工精度高，适用于精密加工。

近年来，为了使线切割放电加工装置长时间自动运转，已开始使用10Kg卷或50Kg卷的大型的供线管。而另一方面，则需要可以收容大量的线的大型的线回收容器。日本实用新案公报2-15825号和日本特许公报61-53170号已公开了设置在收线轮与线回收容器之间将使用过的线切断为小段的线切断装置。利用这种线切断装置，线回收容器不过度增大其容量便可收容大量的线。

特许公报61-53170号所公开的线切断装置包括沿整个圆周等间距设置将线切断的切断刀的齿轮状切割器和沿整个圆周与切断刀等间距设置有线切断时使线拉紧的突起的滚轮。齿轮状切割器和滚轮维持着由线的直径所决定的间隔而配置。此外，在线切断装置上设有使齿轮状切割器和滚轮向与线的进给方向相同的方向一致地转动的驱动机构。使用过的线传送到齿轮状切割器与滚轮之间，在约束在切断刀与滚轮的突起的间隙之间的状态下，利用齿轮状的切割器的切断刀的无摩擦损耗的刀刃切断。在该装置中，切断特性受切断刀的刀刃的形状和线的形状的影响大。例如，刀刃由于摩擦损耗而变钝或由于放电而线的消耗程度发生变化时，将发生切断不良的情况。因此，必须频繁地更换齿轮状切割器或精密地频繁地调整齿轮状切割器与滚轮的相对的位置。

发明的公开

本发明的目的旨在提供一种线切割放电加工装置的线切断装置，即使线的直径及材质和线的消耗的程度发生变化也不需要进行齿轮的微调。

此外，本发明的目的还在于提供即使齿轮的突起的形状由于摩擦损耗而发生变化也不需要进行齿轮的微调从而切断性能长期不降低的线切割放电加工装置的线切断装置。

其他本发明的目的通过在以下的说明中叙述并实践本发明，业者就明白了。

为了达到上述目的，切断为了在线电极与工件之间发生放电而使用过的线电极的本发明的线切断装置包括驱动齿轮；与该驱动齿轮啮合并相对驱动齿轮可以自由转动的从动齿轮；将该从动齿轮向驱动齿轮挤压的挤压力施加机构；将为了发生放电而使用过的线电极向驱动齿轮和从动齿轮之间进给的线进给装置；和驱动上述驱动齿轮以使驱动齿轮的速度大于线电极由线进给装置所进给的速度的驱动机构。伴随驱动齿轮和从动齿轮的转动，夹在这两个齿轮之间的线电极约束在驱动齿轮和从动齿轮的一方的齿轮的相邻的2个齿之间，线电极被约束的部分由另一方的齿轮的齿向前者的齿轮加压，被拉伸力所拉断。

为了改变线电极与这两个齿轮的接触位置，最好线切断装置包括使这两个齿轮和线电极的一方相对另一方齿轮的转轴的方向移动的线位置调整装置。

此外，最好挤压力施加机构的挤压力可以调整。

附图的简单说明

图1是应用本发明的线切断装置的线切割放电加工装置的说明图。

图2是表示图1的线切断装置的一个实施例的斜视图。

图3是将线送入其间的图2的1对齿轮部分放大的说明图。

图4是将线送入其间的图2的1对齿轮部分放大的说明图。

图5是将线送入其间的图2的1对齿轮部分放大的说明图。

图6是将线送入其间的图2的1对齿轮部分放大的说明图。

图7是将线送入其间的图2的1对齿轮部分放大的说明图。

图8是将线送入其间的图2的1对齿轮部分放大的说明图。

图9是图2的齿轮的磨损的齿尖被部分地放大的斜视图。

图10(a)是图2的齿轮的齿尖被部分地放大的斜视图。

图10(b)是图2的齿轮的磨损的齿尖被部分地放大的斜视图。

图11是图1的线切断装置的其他实施例的侧面图。

实施发明的最佳的形式

下面，参照图1说明应用本发明的线切断装置的线切割放电加工装置。

线切割放电加工装置1的线5从供线管4经过滑轮6a、向线5施加适当的张力的张力装置7、滑轮6b和自动接线装置(Automatic WireThreader)8向一对线导向部9a、9b传送。张力装置7包括使线5张设成交叉状的一对滑轮7a、7b和与滑轮7a接触的压线轮7c。一对线导向部9a、9b导引线5的移动，决定与配置在线导向部9a和9b之间的工件W相对的线5的位置。为了使在线5与工件W之间形成的间隙发生放电，从图中未示出的电源装置向间隙供给加工用脉冲电压。在一对线导向部9a、9b之间移动的线5和工件W的一方在与线的轴线垂直的平面内可以相对另一方移动。为了发生放电而使用过的线进而通过下侧线导向部9b向收线装置10传送。收线装置10以预先设定的速度牵引线5使线5沿着其传送路径移动。收线装置10包括滑轮10a、与滑轮10a紧密接触的从动滑轮10b和使滑轮10a转动的驱动电机10c。收线装置10除了牵引线5的功能外，还具有将线5向平齿轮12还13之间进给的功能，构成线切断装置3的一部分。线5夹在线切断装置3的平齿轮12还13之间，切断为小段5a，并落入到回收箱19中。

下面，参照图2说明图1的线切断装置3的一个实施例。

线切断装置3具有驱动齿轮12和与其啮合的从动齿轮13，这两个齿轮12、13在一对滑轮10a、10b的附近配置在框体3a内。从动齿轮13具有和驱动齿轮12相同的形状。夹在驱动齿轮12和从动齿轮13之间的线5伴随驱动齿轮12的转动而切断为小段5a。固定驱动齿轮12的转轴12a在其两端由一对轴承12b支持为可以自由转动，通过转动力传递机构14由驱动电机10c驱动着转动。一对轴承12b在其外周部固定在框体3a上，在内周部固定在转轴12a上。转动力传递机构14包括固定着滑轮10a的转轴10aa固定其上的定时滑轮14a、固定转轴12a的定时滑轮14b和挂在定时滑轮14a和14b之间的定时皮带14c。在图示的实施例中，驱动电机10c和转动力传递机构14构成驱动齿轮12和从动齿轮13的驱动单元。从动齿轮13通过设置在其内部的轴承13a，由支持轴13b支持为可以自由转动。从动齿轮13与驱动齿轮12啮合，相对该驱动齿轮12可以自由转动。支持轴13b在其两端由一对长槽3b支持在框体3a上，与转轴12a平行地配置。一对长槽3b在框体3a上形成，稍向与支持轴13b和转轴12a成直角的方向延伸。这样，支持轴13b便可沿一对长槽3b稍微自由地滑动。长槽3b形成为在从动齿轮13与驱动齿轮12最接近时从动齿轮13的齿尖与驱动齿轮12的齿底之间的距离几乎成为0。该从动齿轮13由挤压力施加机构17常时向驱动齿轮12的方向挤压。挤压力施加机构17具有弹性部件即螺旋弹簧17a。螺旋弹簧17a收容到在框体3a上形成并向支持轴13b的移动方向延伸的通路3c的内部。长槽3b内的支持轴13b的两端，由螺旋弹簧17a的弹性力向驱动齿轮12挤压。通路3c的一端向长槽3b开口，另一端向框体3a的侧壁的外侧开口。挤压螺旋弹簧17a的销钉17b从在框体3a的侧壁的侧面形成的开口向通路3c内插入。防止销钉17b从通路3c中脱出的固定部件17c固定在框体3a上。与通路3c连通的螺钉孔17d在固定部件17c上形成。通过调整螺钉17e向螺钉孔17d内的旋入量，便可改变螺旋弹簧17a的弹性力。这样，便可微调从动齿轮13与驱动齿轮12的啮合力。此外，由于从动齿轮13由螺旋弹簧17a向驱动齿轮12挤压，所以，即使线5的直径变化，从动齿轮13也可以根据该直径的变化相对驱动齿轮12滑动。这样，从动齿轮13和驱动齿轮12便可以同样的力夹持直径不同的线5。本发明者通过实验确认了在每个螺旋弹簧17a约2Kg的作用力下，直径0.2mm的硬质线可以被良好地切断。多个驱动齿12d和从动齿13d分别形成在驱动齿轮12和从动齿轮13的各周面上。齿轮12、13都由具有高硬度和高耐磨损性的材质制成。其材质是例如高速钢、超硬合金、金属陶瓷、氧化锆陶瓷和氮化硅陶瓷。金属陶瓷可以通过将例如TiC的粉末与Mo-Ni合金的粉末混合并烧结该混合物而得到。齿轮12、13最好具有相同的模数(螺距圆直径/齿数)。这些压力角和齿数可以选择为在它们未将线5夹在中间时不发生凹陷。另外，最好齿谷侧的开角大于齿尖角的角度。齿形不限于三角形。这些齿轮12、13的圆周速度设定为比滑轮10a、10b的圆周速度大5～10％。该设定根据驱动齿轮12和从动齿轮13的直径的改变以及转动力传递机构14的齿数比的改变而进行。

下面，参照图3、4、5、6、7和8说明线切断装置3的动作。

驱动齿轮12的驱动齿12d与从动齿轮13的从动齿13d相互啮合，线5向与由收线装置10进给的方向相同的方向转动。如图3所示，线5夹在驱动齿轮12与从动齿轮13的啮合部分时，线5的前端就进入刀齿轮12与13之间。然后，如图4所示，线5随着齿轮12、13的转动而由驱动齿12d和从动齿13d的齿面所夹持而被约束。这时，从动齿轮13与驱动齿轮12分离只转过夹在驱动齿12d和从动齿13d之间的线5的直径的距离。如图5所示，驱动齿12d和从动齿13d对线5的约束在图中的A点和B点之间保持着，齿轮12、13进行转动。由于一对滑轮10a、10b的圆周速度设定为小于一对齿轮12、13的圆周速度，所以，在这些滑轮10a、10b与这些齿轮12、13之间，施加到线5上的张力逐渐底增加。紧随从动齿13d之后的从动齿13e的齿尖(图中D点)，由于摩擦而将施加了大张力的线5止住。这样，线5在大张力下便约束在相邻的从动齿13d与13e的齿尖之间(图中B点与D点之间)。随着齿轮12、13的转动，在从动齿13d与13e的齿尖之间绷紧的线5，由于紧随驱动齿12d之后的驱动齿12e的作用，逐渐地向从动齿轮13一侧挤压。如图6所示，施加了大张力的线5终于在其弯曲部(图中C点)而被切断。这样切除下来的小段5a，与由驱动齿12d和12e形成的波谷基本上相同，呈L形状，具有约4mm的长度。如图7和8所示，伴随齿轮12和从动齿轮13的转动，线5顺序切断为L形状的小段5a。驱动齿轮12和从动齿轮13每转动与驱动齿12d和从动齿13d的1个齿相当的距离，线5就切断1个小段5a。如图1中所示，小段5a直接落入到回收箱19中。在回收箱19中也可以设置将小段5a与加工液分离的适当的过滤器。由于L状的小段5a不容易刺伤人的手，所以，对于进行小段5a的废弃处理作业的作业者而言，是安全的。

图9是表示驱动齿轮12和从动齿轮13的各齿尖的磨损状态的部分放大的斜视图。

驱动齿轮12的驱动齿12d和从动齿轮13的从动齿13d持续进行上述线切断时，随着时间的推移，齿的前端部就会发生磨损。特别是如图9中所示，在驱动齿12d与线5接触的地方，将形成凹状的沟12f(13f)。图10(a)是未发生磨损的驱动齿12d和从动齿13d。图10(b)是由于磨损而已到达其寿命的驱动齿12d和从动齿13d。如图10(b)中所示，沟12f(13f)的深度与线5的直径大致相同，进给到齿轮12和13之间的线5几乎被埋入到沟12f(13f)中。

但是，本发明的线切断装置3具有以驱动齿12d和从动齿13d的齿尖的磨损不会达到图10(b)中所示的程度为限从而可以稳定地切断线5的结构。线5约束在其中1个齿轮的相邻的2个齿之间，随着另一个齿轮的转动，线5的被约束的部分就由另一个齿轮的齿向上述1个齿轮挤压。就使用这样通过将大于抗张力的张力部分地加到线5上，由拉伸张力将线5切断的方法。通常，市场上出售的硬线电极的伸长率小于约3％。本发明的线切断装置3包括约束线5并通过转动运动而将其拉紧的一对齿轮12、齿轮13和将从动齿轮13总是向驱动齿轮12方向挤压的挤压力施加机构17。因此，即使这些齿轮的齿尖发生大的磨损时，只要驱动齿轮12和从动齿轮13可以将线5夹持住，从动齿13d就可以用前端部以外的部分将处于绷紧状态的线5卡住。另外，即使在线5用于发生放电使用后因消耗而直径发生变化时和线5的消耗方向发生变化时以及线5的材质改变时，从动齿轮13和驱动齿轮12都可以用同样的力夹持不同的线5。

下面，参照图11说明图1的线切断装置3的其他的实施例。

在图示的实施例中，使线5与一对齿轮12、13的转轴平行地移动以使由于磨损而形成的沟12f(13f)不致在齿轮12、13的相同地方形成的线位置调整装置20设置在线收线装置10与一对齿轮12、13之间。线位置调整装置20包括设置在滚轮10a、10b与齿轮12、13之间的导引线5的移动的漏斗状的位置调整夹具21。漏斗状的位置调整夹具21的直径从滚轮10a、10b一侧向齿轮12、13收缩。线位置调整装置20包括支持台23，支持台23固定在安装在线切割放电加工装置1的侧壁M上的框体3a上。位置调整夹具21通过移动板22设置在支持台23上，可以自由移动。在移动板22上形成沿齿轮12、13的转轴方向延伸的长槽22a。移动板22利用插入到长槽22a中的调整螺钉24固定在支持台23上。通过缓慢地扭转调整螺钉24使移动板22向齿轮12、13的转轴方向移动，便可使从位置调整夹具21的下侧开口送出的线5的位置沿图中的箭头方向移动。这样，便可使线5与齿轮12、13的接触位置沿齿轮12、13的转轴方向改变。在图示的实施例中，位置调整夹具21是相对齿轮12、13移动的，但是，也可以将位置调整夹具21固定、而使齿轮12、13沿其转轴方向移动。另外，如图11中所示，驱动电机12c也可以直接使驱动齿轮12的转轴12a转动。这时，驱动电机12c的转动力可以通过图2的转动力传递机构14向滚轮10a传递，或者驱动齿轮12和滚轮10a分别由各自的电机进行驱动。

使用线切断装置3回收到回收箱19中的线电极5的小段5a的体密度为2.8g/cm³。这是不切断而回收到回收箱中时的约5倍。线切断装置3的驱动齿轮12和从动齿轮13的寿命虽然也与齿数有关，但寿命非常长。例如，通过改变线5与齿轮12、13的接触位置，直径约50mm、厚度20mm、齿数50的齿轮的寿命，预计为2～3年。另外，还确认了线切断装置3的切断声音非常小。

本发明不限于上述说明的形式，参照上述描述，可以进行多种形式的改良和变化。

图示的实施例，是为了说明发明的本质和其应用而选择的。发明的范围由附加的权利要求的范围来定义。