趙夫超，吳福貴，許金煌，楊坤，王明杰

（1.安慶職業(yè)技術學院 機電工程學院，安徽 安慶 246003；2.安慶市鼎潤智能裝備制造有限公司，安徽 安慶 246003）

0 引言

小型線切割機床可加工復雜截面的型柱、型孔和窄縫等特殊結構的表面，具有加工精度高、自動化程度高、操作方便、成本低和較為安全等優(yōu)點，廣泛應用在模具等精密零部件的制造中[1]。

由小型線切割機床的工作原理得知，機床在切割零件時，電極絲相對工件作上下往復運動。電極絲的上下往復運動是由電動機帶動儲絲筒作正反方向旋轉完成的。儲絲筒正反轉動的同時，還將相對機床導絲架作水平方向的直線往復移動。儲絲筒在水平方向直線往復移動的范圍由限位裝置控制[2-4]。改進設計之前的限位裝置絕大多數(shù)采用如圖1所示的結構，即采用螺釘將限位桿固定在支架上，當調整好限位桿的位置再次鎖緊限位桿時，限位桿會相對支架向機床蓋板一側傾斜，從而難以保持限位桿與接近開關之間的合適距離，若該距離過大，接近開關檢測不到限位桿，將無法起到限位作用；距離太小，又易撞壞接近開關，無法控制儲絲筒改變旋轉方向，電極絲被拉斷，造成加工中斷，從而增大維修和使用成本，給正常生產或教學帶來較大不便。

圖1 改造前的限位裝置

在安徽省質量工程重點項目“基于工匠精神培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的實踐教學改革研”中，曾以一種小型數(shù)控線切割機床為例研究其走絲限位裝置使用便捷性的技術問題，該機床是模具設計與制造、數(shù)控技術等專業(yè)的實踐教學重要的實訓裝備。當每次為線切割機床更換新的電極絲時，均需重新調整儲絲筒的走絲范圍。走絲范圍的調整方法是移動走絲限位裝置上的限位桿實現(xiàn)的，調整好限位桿位置后必須再次鎖緊限位桿板，在實際操作中常出現(xiàn)纖維桿位置難以準確定位和可靠固定，易造成使用不便、效率低下和存在安全隱患等問題。文中分析線切割機床走絲限位裝置的結構和工作原理，對走絲限位裝置的結構進行優(yōu)化設計并實施改造，以更好地服務于實踐教學，進而推廣至工業(yè)生產領域。

1 改進設計

本次改進設計的目的是，設計一種新型的結構簡單、操作方便和使用成本低的小型線切割機床的走絲限位裝置并實施改造過程，使之可有效解決文中提及的現(xiàn)有限位裝置存在的結構設計不合理而造成的使用不便，以及易撞壞接近開關的技術問題，從而可提高線切割機床的工作穩(wěn)定性和加工效率。

1.1 設計方案

本次改進設計的一種小型線切割機床的走絲限位裝置，包括底板、L形限位桿一、L形限位桿二、鎖緊螺釘一、鎖緊螺釘二、導板、墊板和安裝板，裝置上的導板通過螺釘和墊板設置在底板的下端，裝置上的墊板設置在底板與導板之間，并靠近導板的兩端；裝置上的底板的上端設有一對安裝板，裝置上的安裝板的上端設有安裝孔；裝置上的底板和導板之間設有L形限位桿一和L形限位桿二，裝置上的L形限位桿一和L形限位桿二的上端分別設有鎖緊螺釘一和鎖緊螺釘二。

在上述技術方案中，裝置上的L形限位桿一和L形限位桿二可沿導板相對滑動。

本設計方案的優(yōu)勢為，L形限位桿一和L形限位桿二后面設有底板，使用鎖緊螺釘一和鎖緊螺釘二固定L形限位桿一和L形限位桿二時，底板可與L形限位桿一和L形限位桿二接觸，從而確保接近開關的頭部與L形限位桿一和L形限位桿二下端之間的距離大小一致。這樣可減輕調整儲絲筒水平移動范圍的工作量，也可降低調整時難度。

圖2所示為本優(yōu)化設計的小型線切割機床的走絲限位裝置的結構示意圖；圖3所示為優(yōu)化后限位裝置的左視圖；圖4所示為優(yōu)化后限位裝置的剖視圖；圖5所示為L形限位桿的結構示意圖。

圖2 優(yōu)化后的限位裝置結構示意圖

圖3 優(yōu)化后限位裝置的左視圖

圖4 優(yōu)化后限位裝置的剖視圖

圖5 L 形限位桿結構圖

1.2 結構組成及安裝操作方法

1）結構組成。下面結合圖1～圖5，對本次改進設計的一種小型線切割機床的走絲限位裝置結構作進一步說明。

由圖2～圖5可見，改進設計后的線切割機床走絲限位裝置，包括底板1、L形限位桿一2、L形限位桿二2′、鎖緊螺釘一3、鎖緊螺釘二3′、導板4、墊板5和安裝板6，裝置上的導板4通過連接螺釘7和墊板5設置在底板1的下端，裝置上的墊板5設置在底板1與導板4之間，并靠近導板4的兩端；裝置上的底板1的上端設有一對安裝板6，裝置上的安裝板6的上端設有安裝孔61；裝置上的底板1和導板4之間設有L形限位桿一2和L形限位桿二2′，裝置上的L形限位桿一2和L形限位桿二2′的上端分別設有鎖緊螺釘一3和鎖緊螺釘二3′。

裝置上的L形限位桿一2和L形限位桿二2′可沿導板4相對滑動。

2）安裝操作方法。本改進后的走絲限位裝置其操作方法為：首先將螺釘插入安裝孔61內，將一對安裝板6固定在與儲絲筒一起移動的支板上，再根據(jù)儲絲筒上電極絲分布的寬度，松開鎖緊螺釘一3和鎖緊螺釘二3′，調整L形限位桿一2和L形限位桿二2′在導板4上的位置，使L形限位桿一2和L形限位桿二2′的下端分別觸及到接近開關一8和接近開關二8′時，儲絲筒上兩端的電極絲還有10～15圈的剩余，最后固定鎖緊螺釘一3和鎖緊螺釘一3′，將L形限位桿一2和L形限位桿二2′固定在底板1上即可。

在優(yōu)化設計的走絲限位裝操作過程中，底板1可防止固定L形限位桿一2和L形限位桿二2′時，L形限位桿一2和L形限位桿二2′靠向接近開關一8和接近開關二8′太近，撞壞接近開關一8和接近開關二8′。

2 實施改造

優(yōu)化設計的走絲限位裝置，前期由項目組成員教師帶領三名學生查閱相關的機械設計手冊和機械工藝手冊等技術資料后，再進行全面的工藝參數(shù)設計與計算；并指導學生繪制本裝置所需零件的零件圖及整個裝置的裝配圖；編寫裝置的零件材料清單、制訂底板、L形限位桿一、L形限位桿二、導板和墊板等主要零件的加工工藝規(guī)程文件；最后再指導學生采購螺釘?shù)葮藴始拖尬婚_關等常用件。

在項目團隊成員的帶領下，由師生組建零件加工小組和裝置安裝調試小組在校內工程實訓基地的機械制造車間，利用現(xiàn)有的實訓設備加工出部分主要零件，校內無法完成的零部件委托校企合作單位完成。為提高學生參與改造的積極性和實踐動手能力，以推選的4名優(yōu)秀學生為主，團隊老師指導學生完成設計、制造、安裝與調試等任務。經過前期的精心準備，該優(yōu)化設計的走絲限位裝置安裝較為順利，并一次性調試成功。這為該走絲限位裝置服務于實踐課程教學提供必要條件。實施改造后的走絲限位裝置如圖6所示。

圖6 改造后的走絲限位裝置

3 結語

該走絲限位裝置自安裝于線切割機床應用于多門實踐課程的教學以來，使用較為可靠、效果優(yōu)良，至今沒有出現(xiàn)因走絲限位裝置調整不便而易撞壞接近限位開關的安全事故，從而為順利開展實踐課程教學提供了保障，也從一定程度上節(jié)省了教學成本，鍛煉了師生的創(chuàng)新能力和項目研究能力[5-7]。