專利名稱:電腐蝕機(jī)金屬絲電極的電源裝置的制作方法
本發(fā)明涉及電腐蝕機(jī)金屬絲電極用的固定式條形電源裝置。
這種金屬絲電極沿電源裝置上運(yùn)動的固定式電源裝置是通常大家所熟悉的，在例如歐洲專利申請公開說明書EP-Al-0 128 958或日本專利申請公開說明書JP-OS 56-76 334中有介紹。
這種類型的周知電源裝置，一般其金屬絲是切入電源裝置中的，因而電源裝置的使用壽命相對較短。為確保金屬絲不跑進(jìn)切口中，電源裝置在使用一個較短時間之后就必須重新調(diào)整，不然就必須較頻繁地經(jīng)常更換電源裝置。
日本專利申請公開說明書JP-OS 60-167 720提出了這樣一種解決上述問題的方法采用質(zhì)地特硬的導(dǎo)電材料制造電源裝置，在電源裝置中加一個金屬絲用的導(dǎo)向槽。
聯(lián)邦德國專利申請公開說明書DE-OS 31 22 205則不這樣做，而是提出了一種旋轉(zhuǎn)式電源裝置，該電源裝置的轉(zhuǎn)動軸線垂直于金屬絲，因而電接觸是在切線方向上以滑動的形式進(jìn)行的。
金屬絲切割設(shè)備的電源裝置應(yīng)滿足下列四項(xiàng)要求1.確保良好的電接觸。
2.必須幾乎是不磨損，因而使用壽命長。
3.在一定程度上應(yīng)能對金屬絲起導(dǎo)向作用。
4.應(yīng)能緩和金屬絲的振動。
在本說明書前面提到的那種電源裝置并不存在必要的有限度的磨損，而且還具有這樣的缺點(diǎn)，即在金屬絲切出的切口較深時，金屬絲斷裂之后就難以自動穿絲。
至于聯(lián)邦德國專利申請公開說明書DE-OS 31 22 205的旋轉(zhuǎn)式電源裝置，它并不能滿足上述第3和第4項(xiàng)要求，因?yàn)閳A柱形旋轉(zhuǎn)式電源裝置端面上的切向滑動接觸并不起任何導(dǎo)向和減震作用，反而事實(shí)上卻引起了不希望有的金屬絲振動。
日本專利申請公開說明書JP-OS 60-167 720那種由特硬材料制成帶導(dǎo)向槽的電源裝置不可否認(rèn)地是滿足了第2和第3項(xiàng)要求，但硬質(zhì)金屬的導(dǎo)電性比銅之類導(dǎo)電性好的金屬差一些。此外，采用特硬金屬時，金屬絲與電源裝置之間的接觸表面非常小，幾乎只是線接觸。導(dǎo)向槽設(shè)在那里也起不了顯著的改良作用。若導(dǎo)向槽呈V字形，則金屬絲(其橫截面是圓的)沿兩條線與導(dǎo)向槽接觸。若導(dǎo)向槽呈U字形，則只有當(dāng)導(dǎo)向槽的弧形與金屬絲直徑正好吻合時才能得到較大的接觸面。因此各金屬絲直徑必須配備單獨(dú)的導(dǎo)向槽。此外，該金屬導(dǎo)向槽在減震方面滿足不了上述第4項(xiàng)要求。最后，預(yù)制的金屬絲導(dǎo)向槽必須相對于金屬絲精確加以調(diào)整。
因此本發(fā)明的課題是改進(jìn)上述類型電源裝置，使其同時滿足下列四項(xiàng)要求1.電接觸良好。
2.幾乎無磨損。
3.對金屬絲能很好地導(dǎo)向。
4.能緩和金屬絲的振動。
上述課題是通過本發(fā)明電源裝置的下述特點(diǎn)得到解決的本發(fā)明電源裝置具有一個硬質(zhì)金屬制成的芯子，芯子上有一層質(zhì)地比芯子軟的導(dǎo)電材料層。本發(fā)明還在下列各方面作了有益的改進(jìn)電源裝置的芯子采用碳化鎢、碳化鈦之類燒結(jié)碳化物等硬質(zhì)金屬或采用導(dǎo)電陶瓷材料;導(dǎo)電材料層采用鎳、銅等軟金屬，厚度5至500微米，最好10至20微米，或采用各種軟金屬鍍成若干層，或采用兩種不同的軟金屬交替鍍成若干層。
簡言之，本發(fā)明的電源裝置由一個硬芯和導(dǎo)電材料制成的疊加層組成，該導(dǎo)電材料比芯子軟。
金屬絲在較短時間內(nèi)切入較軟層中，形成一個與金屬絲的輪廓相適應(yīng)的溝槽，使金屬絲與電源裝置之間形成較大的接觸面，從而確保良好的電接觸。此外該切出的溝槽起了精確導(dǎo)向的作用，而且還具有良好的減震性能。金屬絲切出的溝槽一到達(dá)硬芯處，金屬絲就不會繼續(xù)深入到材料中，從而達(dá)到了所要求的低磨損性能。本發(fā)明就這樣只采取了上述在技術(shù)上極其簡單的一些措施滿足了上述部分相互矛盾的四項(xiàng)要求。
此外本發(fā)明還有一個優(yōu)點(diǎn)，即在電氣性能方面進(jìn)一步得到了改進(jìn)由于在腐蝕過程中采用了大電流和/或高頻的電脈沖，電源裝置上出現(xiàn)了顯著的集膚效應(yīng)，所以大部分電流流經(jīng)導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)電層表面，同時確保了金屬絲始終是在導(dǎo)電層表面上而不是在載流量小的下部導(dǎo)電層上與電源裝置進(jìn)行電接觸。
這樣做甚至還可以用不導(dǎo)電的材料，例如極不可能磨損的陶瓷材料制造芯子。
較軟層的厚度不應(yīng)大于金屬絲直徑的一半。但即使厚度較小也可以取得優(yōu)異的效果。較軟層的厚度應(yīng)在5和500微米之間，最好在10和20微米之間。
下面參照附圖就一些非限制性實(shí)施例較詳細(xì)地介紹本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中圖1是本發(fā)明電源裝置的透視圖。
圖2是圖1電源裝置的縱向剖面圖。
圖3是本發(fā)明第二個實(shí)施例的類似縱向剖面圖。
圖4是本發(fā)明電源裝置的磨損曲線與現(xiàn)有技術(shù)電源裝置磨損曲線的對比圖。
圖1和圖2是現(xiàn)有技術(shù)電源裝置1的外形。該電源裝置是一個各側(cè)面呈圓球面的細(xì)長平行六面體。根據(jù)本發(fā)明，芯子2由質(zhì)地非常硬的材料制成，例如硬質(zhì)金屬G 30，或諸如碳化鎢或碳化鈦等燒結(jié)金屬碳化物。芯子2還可采用陶瓷材料，特別是導(dǎo)電陶瓷材料。芯子2起碼在與金屬絲電極6接觸的各側(cè)面上應(yīng)設(shè)軟金屬導(dǎo)電層3，例如鎳或銅層。在一個最佳實(shí)施例中，導(dǎo)電層3的厚度為10至20微米，但厚度還可達(dá)500微米左右。導(dǎo)電層3厚度的上限約為金屬絲6直徑的一半。
在圖1至圖3的實(shí)施例中，芯子2是由導(dǎo)電材料制成。因此電力電纜4可插入并例如焊接在孔5中。
在電腐蝕機(jī)工作的過程中，金屬絲6經(jīng)驅(qū)動沿電源1的部分表面滑動。由于有了較軟層，金屬絲6在很短時間內(nèi)就切出一個外形干凈利落的切口，這個切口即起導(dǎo)向作用。這時芯子2下面極其耐磨損的材料防止切口進(jìn)一步深化。由于切口是由金屬絲自身切出的，因此可以無需像上述具有預(yù)制導(dǎo)向槽的電源裝置那樣將機(jī)中的電源裝置相對于金屬絲進(jìn)行精確調(diào)整。
采用圖1和圖2的電源裝置，并采用化學(xué)方法鍍過鎳的硬質(zhì)金屬G 30(表面硬度67至69洛氏硬度)進(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下腐蝕時間 切口深度(微米) 切口寬度(微米)2小時后 5 27015小時后 8 30025小時后 10 31082小時后 10 320這些結(jié)果表明，大約15至25小時之后，金屬絲已到達(dá)硬質(zhì)金屬處，在25小時之后，再也檢測不出有任何磨損。較軟層的厚度為10微米。
上述測定值是在下部電源裝置上取得的。但在測定期間，在上部電源裝置上只出現(xiàn)極其有限的磨損。這也和與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的實(shí)地觀察結(jié)果相符合，即下部金屬絲導(dǎo)向槽的磨損比上部金屬絲導(dǎo)向槽的大得多。這是因?yàn)榻饘俳z通過工作區(qū)之后就變得粗糙得多，因而變得像“鋸條”一樣。此外硬質(zhì)金屬在電腐蝕過程中還產(chǎn)生另一種效應(yīng)，即變得粗糙了的金屬絲表面部分粘附有硬質(zhì)金屬粒子，特別是非常硬的碳化物，這些碳化物的研磨作用比金屬絲材料大。
圖3是本發(fā)明的另一個實(shí)施例，其中導(dǎo)電層3由若干彼此疊加的鍍層組成，例如銅和鎳交替的鍍層。這種多鍍層結(jié)構(gòu)當(dāng)層料對芯料的粘合力差時和希望有更厚的鍍層時大有好處。若鍍層的厚度對某些層料選得過大，則會有剝落的危險。
圖4是下部電源裝置的磨損曲線圖。曲線11表示本發(fā)明的電源裝置中金屬絲切出的切口深度隨腐蝕時間而變化的曲線。曲線12表示本發(fā)明實(shí)施例中金屬絲切出的切口隨時間變化的曲線。與上述兩曲線相對應(yīng)，曲線13和14表示現(xiàn)有技術(shù)完全由鎢制成的電源裝置中切口的深度和寬度。在所有情況下，在箭頭所示的腐蝕方向上產(chǎn)生了縱向切削動作。
上述曲線法楚地顯示了本發(fā)明大大起了減少磨損的作用，從而大大延長了電源裝置的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種電腐蝕機(jī)金屬絲電極用的電源裝置，該電源裝置系制成條形固定式，其特征在于，該電源裝置(1)有一個硬質(zhì)金屬制成的芯子(2)和一層在芯子(2)上方由質(zhì)地比芯子(2)軟的導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)電層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的電源裝置，其特征在于，芯子(2)由硬質(zhì)金屬制成，最好由諸如碳化鎢或碳化鈦等燒結(jié)碳化物制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的電源裝置，其特征在于，芯子(2)由陶瓷材料制成，最好由導(dǎo)電陶瓷材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3中的一個權(quán)利要求
所述的電源裝置，其特征在于，導(dǎo)電層(3)由軟金屬制成，最好由鎳或銅制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4中的一個權(quán)利要求
所述的電源裝置，其特征在于，導(dǎo)電層(3)的厚度為5至100微米，最好為10至20微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至5中的一個權(quán)利要求
所述的電源裝置，其特征在于，導(dǎo)電層(3)包括若干由各種不同的軟金屬制成的鍍層(7至10)
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的電源裝置，其特征在于，導(dǎo)電層(3)包括兩種不同的軟金屬交替配置的鍍層(7至10)。
專利摘要
一種電腐蝕機(jī)金屬絲電極(6)用的電源裝置(1)有一個硬質(zhì)金屬制成的芯子(2)，芯子(2)上有一層質(zhì)地比芯子軟的導(dǎo)電材料層(3)。金屬絲(6)在較短的時間內(nèi)在軟導(dǎo)電層中切出一個切口，該切口起金屬絲導(dǎo)向槽的作用。切口一到達(dá)芯子(2)的較硬材料，硬質(zhì)金屬就防止切口進(jìn)一步深入。
文檔編號B23H7/10GK87102494SQ87102494
公開日1987年10月14日 申請日期1987年3月30日
發(fā)明者吉迪恩·利維, 約瑟夫·巴丁 申請人:洛迦諾電子工業(yè)股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan