本发明属于线切割技术领域， 具体的说是一种圆环形工件的线切割加工方法 及装置。 背景技术

现有的线切割机床一般用来加工具有上下两个 平面的工件， 具体有两种类型。常用的一 种是上下丝臂均固定， 工作台在 XY水平面内做平行移动。这种线切割机床切割� ��来的工件切 割面的母线垂直于 XY水平面。 图 1是这种线切割机床的结构示意图， 该机床包括床身 1、 Y 轴滑板 2、 X轴滑板 3、 走丝滑板 4、 储丝筒 5、 丝架 6、 上丝臂 7、 下丝臂 8、 电极丝工作部 分 9和电器控制柜 10。 图 2是常用线切割机床的工作原理图， 图中有床身 1、 工作台 11、 工 件 12、 脉冲电源 13、 电极丝工作部分 9、 导轮 15、 上丝臂 7、 下丝臂 8、 丝架 16、 工作液循 环系统 17、储丝筒 5。 图 2中储丝筒 5、丝架 16、上丝臂 7、下丝臂 8和导轮 15—起到储存、 缠绕和导向电极丝的作用， 统称丝架机构。 图 2中绕过导轮 15处于上丝臂 7和下丝臂 8之间 的电极丝是电极丝工作部分， 该部分电极丝实施对工件的切割。 另一种具有四轴联动功能， 除工作台在 XY水平面内做平移运动外， 丝架机构还能够沿 U和 V方向运动。这种线切割机床 切割出来工件切割面的母线可以倾斜于 XY水平面， 切割成上下平面异形的工件。工业生产中 有时需要将圆环形工件沿其圆周方向切割成若 干个片段， 且要求每个片段沿该圆环形工件轴 线方向各截面均呈 "扇环"形， 这些片段两侧切割面所有母线的延长线均垂直 相交于圆环形 工件的轴线。 在这种情况下现有线切割方法及装置是无法实 现的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种圆环形工件线切割 加工方法及装置，通过该加工方法及装置， 可以将圆环形工件沿其圆周方向切割成若干个 片段， 每个片段沿该圆环形工件轴线方向各截 面均呈 "扇环"形， 且这些片段两侧切割面所有母线的延长线均垂 直相交于圆环形工件的轴 线。

本发明是采用以下的技术方案实现的： 一种圆环形工件线切割加工方法， 包括以下步骤：

( 1 )将圆环形工件安装固定在回转工作台上， 圆环形工件的轴线与回转工作台的回转轴 线重合；

( 2 )回转工作台带动圆环形工件围绕其轴线做旋� �运动， 同时丝架机构带动电极丝工作 部分沿圆环形工件的轴线方向运动， 设置在丝架机构上的电极丝工作部分从圆环形 工件的端 面进入切割该工件， 回转工作台的回转轴线与电极丝工作部分的延 长线垂直相交， 电极丝土 作部分在丝架机构带动下的直线运动和工件的 回转运动是由预定的程序控制的， 从而完成对 圆环形工件的线切割加工。

本发明还包括一种圆环形工件线切割加工装置 ， 包括工作台和丝架机构， 丝架机构包括 上丝臂、 下丝臂、 丝架和储丝筒， 电极丝工作部分设置在上丝臂和下丝臂之间， 所述工作台 为回转工作台， 回转工作台的回转轴线与电极丝工作部分的延 长线垂直相交。

所述的回转工作台为垂直设置， 即回转工作台的回转轴线在水平面内。

所述的回转工作台也可以为水平设置， 即回转工作台的回转轴线与水平面垂直。

回转工作台的回转运动与电极丝工作部分在丝 架带动下的直线运动是由数字控制程序相 互关联的。

所述回转工作台与回转机构连接， 回转机构可以为齿轮传动机构、 链传动机构、 蜗轮蜗 杆传动机构或直驱电机机构等。

本发明的有益效果是：

本发明解决了现有线切割加工方法及装置不能 对圆环形工件进行加工的难题， 通过该加 工方法及装置， 可以将圆环形工件沿其圆周方向切割成若干个 片段， 每个片段沿该圆环形工 件轴线方向各截面均呈 "扇环"形， 且这些片段两侧切割面所有母线的延长线均垂 直相交于 圆环形工件的轴线。

附图说明

图 1是现有线切割机床的结构示意图；

图 2 (a)是现有线切割机床的工作状态示意图；

图 2 (b ) 是现有先切割机床的工作原理图；

图 3是实施例 1中圆环形工件线切割机床示意图；

图 4是实施例 1中圆环形工件沿周向切割成片段的示意图；

图 5是实施例 2中圆环形工件线切割机床分段切割的示意图� �

图 6是实施例 3中圆环形工件线切割机床示意图；

图 7是实施例 4中先整体加工出一个完整的花纹圆圈；

图 8是实施例 4中用本发明所提出的圆环形工件的线切割加� �方法及装置把该花紋圆圈 沿其圆周方向切割开来的情况。

图 9是实施例 4中将切割开来的全部片段再拼接成的一个完� �的组片式轮胎活络模具花 纹圈。

上述图中： 1床身； 2床头箱； 3回转工作台； 4圆环形工件； 5电极丝工作部分； 6上丝 臂； 7下丝臂； 8丝架； 9储丝筒； 10走丝滑板； 11Y轴滑板； 12工装； 13部分环段； 14Z轴 滑板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明 。

实施例 1

本实施例中的线切割加工装置回转工作台为垂 直设置， 即回转工作台的回转轴线在水平 面内， 如图 3所示。 该线切割加工装置包括床身 1、 床头箱 2、 回转工作台 3、 电极丝工作部 分 5、 上丝臂 6、 下丝臂 7、 丝架 8、 储丝筒 9、 走丝滑板 10和 Y轴滑板 11。 该线切割加工装 置的床头箱 2安装在床身 1上， 回转工作台 3安装在床头箱 2的水平输出轴上， 圆环形工件 4固定安装在回转工作台 3上， 其轴线与回转工作台 3的回转轴线重合。 上述回转工作台 3 与回转机构连接， 回转机构带动工作台做回转运动。 所述回转机构可以为齿轮传动机构、 链 传动机构、 蜗轮蜗杆传动机构或直驱电机机构等。 Y轴滑板 11安装在床身 1上， 并沿回转工 作台回转轴线方向设置。 上丝臂 6、 下丝臂 7、 丝架 8、 储丝筒 9和走丝滑板 10组成丝架机 构， 丝架机构设置在 Y轴滑板 11上。 电极丝工作部分 5位于上丝臂 6和下丝臂 7之间。 上面 所述回转工作台 3的回转轴线与电极丝工作部分 5的延长线垂直相交。

该装置实现线切割加工的工艺包括以下步骤：

第一步， 将圆环形工件 4固定安装在回转工作台 3上， 其轴线与回转工作台 3的回转轴 线重合。

第二步， 启动该装置， 回转工作台 3带动圆环形工件 4围绕回转坐标轴 B做旋转运动， 同时电极丝工作部分在丝架机构的带动下在移 动滑板 11上沿坐标轴 Y做往复直线运动。电极 丝工作部分 5从圆环形工件 4的端面进入并开始切割。

上面所述回转工作台 3与圆环形工件 4一起围绕回转坐标轴 B轴所做的旋转运动与电极 丝工作部分在丝架机构带动下在 Y轴滑板 11上沿坐标轴 Y所做的往复直线运动相互关联并由 预先编制好的数控程序控制， 所以能够在圆环形工件的环壁上切割出所需要 的曲线， 并保证 切割面的所有母线均垂直相交于被切割工件的 轴线。 图 4是圆环形工件 4沿周向切割成片段 的示意图。

实施例 2

本实施例是用本发明所提出的线切割加工装置 加工圆环形工件的一部分环段。 如图 5所 示， 图 5中的钱切割加工装置包括床身 1、 床头箱 2、 回转工作台 3、 电极丝工作部分 5、 上 丝臂 6、 下丝臂 7、 丝架 8、 储丝筒 9、 走丝滑板 10、 Y轴滑板 11和工装 12。 工装 12固定安 亵在回转工作台 3上， 圆环形工件的一部分环段 4固定安装在工装 12上。这样做的好处是可 以用多台线切割加工装置同时对同一个圆环形 工件上的多个部分环段进行片段加工。

其它同实施例 1。

实施例 3

本实施例中的线切割加工装置回转工作台为水 平设置， 即回转工作台的回转轴线与水平 面垂直， 如图 6所示。 图 6中的线切割加工装置包括床身 1、 回转工作台 3、 电极丝工作部分 5、 左丝臂 6 ' 、 右丝臂 7 ' 、 丝架 8、 储丝筒 9、 走丝滑板 10和 Z轴滑板 14。 该线切割加工 装置回转工作台 3安装在床身 1的水平面上。 回转工作台 3安装在床身 1的垂直输出轴上， 圆环形工件 4固定安装在回转工作台 3上， 其轴线与回转工作台 3的回转轴线重合。 上述回 转工作台 3与回转机构连接， 回转机构带动工作台做回转运动。 所述回转机构可以为齿轮传 动机构、 链传动机构、 蜗轮蜗杆传动机构或直驱电机机构等。 Z轴滑板 14安装在床身 1的立 面上， 并沿回转工作台 3回转轴线方向设置。 左丝臂 6 ' 、 右丝臂 7 ' 、 丝架 8、 储丝筒 8和 走丝滑板 10组成丝架机构， 丝架机构安装在 Z轴滑板 14上。 电极丝工作部分 5设置在左丝 臂 6 ' 和右丝臂 7 ' 之间。上面所述回转工作台 3的回转轴线与电极丝工作部分 5的延长线垂 直相交。

该装置实现线切割加工的工艺包括以下步骤：

第一步， 将圆环形工件固定安装在回转工作台上， 其轴线与回转工作台 2的回转轴线重 合。 第二步， 启动该装置， 回转工作台带动圆环形工件围绕回转坐标轴 C做旋转运动， 同时 电极丝工作部分 5在丝架机构的带动下在 Z轴滑板 14上沿坐标轴 Z做往复直线运动。电极丝 工作部分 5从圆环形工件 4的端面进入并开始切割。

上面所述回转工作台 3与圆环形工件 4一起围绕回转坐标轴 C轴所做的旋转运动与电极 丝工作部分 5在丝架机构带动下在 Z轴滑板 14上沿坐标轴 Z所做的往复直线运动相互关联并 由预先编制好的数控程序控制的， 所以能够在圆环形工件的环壁上切割出所需要 的曲线， 并 保证切割面的所有母线均垂直相交于被切割工 件的轴线。

其它同实施例 1。

实施例 4

本实施例是用本发明所提出的圆环形工件的线 切割加工方法及装置切割后再组合成组片 式轮胎活络模具花纹圈的情况。 现有技术组片式轮胎活络模具花纹圈的制造过 程是先分别制 造出许多花纹片段， 再把这些花纹片段沿周向组合成一个花纹圆圈 ， 这个过程工艺复杂， 效 率低， 废料多， 浪费大。 按照本发明所提出的方法是先整体加工出一个 完整的花纹圆圈， 如 图 7。 再用本发明所提出的圆环形工件的线切割加工 方法及装置把该花纹圆圈沿其圆周方向 切割成若干个片段， 如图 8。 然后再把这些片段拼接成一个完整的组片式轮 胎活络模具花纹 圈， 如图 9。 组片式轮胎活络模具花纹圈能够实现 "无孔排气"， 属于高精密模具。