木工刀具网

 找回密码
 注册
互动
互动
技术
技术
相关
相关
展示
展示
查看: 136|回复: 0

[木工刀具制造] 往复走丝电火花线切割PCD金刚石木工刀具机床结构

[复制链接]
  • TA的每日心情
    开心
    2020-10-31 15:40
  • 签到天数: 6 天

    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2021-1-18 08:00:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
    0

    马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区

    您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

    x
                                                                                                        机床整体结构设计

    如图1所示,在往复走丝电火花线切割机床主机上增加三种关键部件:刀具装卡机构、角度测量机构及适应于PCD刀具切割的U轴切割丝架机构。其中,刀具装卡及旋转机构用于固定需要加工的盘状刀具;角度测量机构用于测量每个需要加工的刀齿角度并提高机床自动化加工能力;U轴切割丝架机构配合X、Y轴用于加工盘状刀具的侧后角。主机床身采用T形结构,工作台无悬浮,有利于承重且加工稳定性好;X、Y轴采用精密直线滚动导轨和精密滚珠丝杠副,保证了机床的运动精度和灵敏度;设计的电极丝恒张力控制系统,可使PCD刀具加工精度和刃口粗糙度得到保证。

    1 刀具装卡机构

    如图2所示,刀具装卡机构用于装卡PCD刀具,通过A轴旋转满足刀具的刀齿后角加工及多齿自动加工。对加工侧后角度大的盘状刀具或特殊刀具,可通过手动控制角度偏摆机构使盘状刀具左右偏摆,进一步完善线切割机床加工刀具侧后角的功能。芯轴的轴径有多种,可适配不同孔径的被加工刀具,使线切割机床能加工多种类型的刀具,应用更加广泛。


    b89a64a46a1d3e511b5910d8d5246dd4.jpg

    [size=0.8em]图1 机床整体结构示意图

    5813cda0bccb094701e9115672251017.jpg

    [size=0.8em]图2 刀具装卡机构结构示意图

    由于盘状刀具的齿数都是多齿(最少2齿),同时其形状误差要求控制在0.02 mm以内,为达到高精度和全自动化,需配置高精度A轴。首先,A轴采用配有减速比100∶1的谐波减速机构的交流伺服电机驱动,分辨率为0.001°,整个系统具有较高的定位精度和重复定位精度,保证了刀具加工精度;其次,A轴工作台采用快速换卡头结构,可实现快速装卡和精确定位;第三,A轴整体采用密封设计,可实现浸泡加工,符合IP68防护等级;最后,采用A轴旋转轴和壳体绝缘设计,以适应放电加工机床,可承受的最大加工电流为64 A。

    2 角度测量机构

    PCD盘状刀具由多个刀齿组成,由于PCD片焊接在每个刀齿上,会造成刀齿之间的等分度数不尽相同,需在线检测同时自动记录每个刀齿之间的分度度数,加之有些形状的刀具需通过多点检测自动计算刀具形状,因而一套高精度刀具自动测量系统就能很好地解决上述问题,从而提高机床的效率和自动化水平。自动测量系统通过数字控制(NC)程序控制高精度测头进行测量并记录数据到控制系统寄存器中,NC程序通过调用寄存器中的检测数据自动加工PCD盘状刀具的每个刀齿。

    如图3所示,角度测量机构包括固定座、壳体、偏摆杆和测针,其中偏摆杆处于壳体内部,可旋转一定的角度。壳体内部安装有电路模块,可通过识别偏摆杆的旋转角度来检测测针的轻微移动,并进行记录,最终得出两个相邻刀齿与刀具圆心连线的夹角数值。通过A轴旋转和X、Y轴联动,角度测量机构可实现对每个刀齿的定位、记录和角度自动测量,PCD盘状刀具的每个齿刀就可实现自动加工。


    4cea0cf49f59a417431f1c93cf85816b.jpg

    [size=0.8em]图3 角度测量机构结构示意图
    3 U轴切割丝架机构

    PCD刀具线切割机床的电极丝运丝机构和传统线切割机床的运丝机构有很大不同。传统运丝机构的两个主导轮之间距离过大,导致切割PCD盘状刀具密齿时发生干涉。直径为250~300 mm的盘状刀通常有24齿,每二齿之间的距离为30~40 mm,加上后角一般要求两个主导轮之间的距离不大于65 mm,因此为了满足密齿刀具加工,本文设计了独特的U轴切割丝架机构,见图4。


    311a50a591fd64fe6610194c1e1d0409.jpg

    [size=0.8em]图4 U轴切割丝架机构示意图

    U轴切割丝架机构主要为了满足PCD盘状刀具后角、侧后角的加工要求。盘状刀具的后角定位是依靠刀具装卡机构中的A轴旋转来实现:根据设定的参数,加工程序令A轴自动旋转,并带动盘状刀具旋转,将每个刀齿的后角依次旋转到需要加工的位置。刀具的侧后角定位是依靠U轴切割丝架机构中的U轴移动来实现:根据设定的参数,加工程序令U轴自动移动使电极丝倾斜,从而对刀齿的侧后角进行加工。

    U轴切割丝架机构整体随着Z轴上下移动,可满足不同直径的刀具高度要求。U轴切割丝架机构中的上、下主导轮可通过U轴移动组件使二者之间的电极丝左右移动,从而满足刀具侧后角左、右方向的加工要求。下主导轮有多种配置,当被加工刀具为多齿刀具时,下主导轮的直径较小,可深入到刀齿之间加工,操作方便且加工更精密;当被加工刀具为少齿刀具时可更换为大直径导轮,在保证加工质量的同时有利于提高其使用寿命。

    为了保证加工过程稳定进行,U轴切割丝架机构设计了独特的稳丝机构和喷淋机构。稳丝机构可使电极丝在加工过程中运行平稳,减少丝的抖动,提高切割表面质量;喷淋机构对电极丝进行喷淋冷却,防止加工过程中局部温度过高而引起断丝。此外,U轴切割丝架机构还设计了挡水板,防止喷淋装置在喷淋冷却过程中,其中的冷却液喷溅到工作台其他部位。

    摘自:木工聚晶金刚石刀具高效加工设备及工艺

    邓杰军, 侯磊, 张宝华



                   
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

    本版积分规则

    木工刀具论坛·免责声明

    本站提供网上自由讨论使用,所有个人言论并不代表本站立场,与本站立场无关,本站不会对其內容负任何责任。
    木工刀具网是非营利性交流网站,旨在进行个人学习和交流。本站内容均经过严格审查筛选,网站部分文章和资料均从网上搜集整理,由热心网友自由上传,版权归原作者所有,只做为交流学习之用,不得用于商业用途,法律后果自负。如您发现违反国家法律法规的相关內容,请立即联系我们,我们立刻从网站上删除,并致以最深的歉意。 Email:yygyfnn@163.com 微信:157561175点击这里给我发消息 点击这里给我发消息点击这

里给我发消息

    QQ|Archiver|家具木工机械刀具 ( 湘ICP备17003003号 )|网站地图公网安备 33011802001189号

    GMT+8, 2021-3-2 13:01 , Processed in 0.145507 second(s), 10 queries , File On.

    Powered by Discuz! X3.4

    Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.

    快速回复 返回顶部 返回列表