专利名称：电火花线切割加工装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种电火花线切割加工装置，特别关于一种电火花线切割加工装置的 片状切割线电极。
背景技术：
传统技术的电火花线切割机床主要应用一条会移动的线电极对工件产生电弧放 电进行放电加工，而线电极的断面形状为圆形，由于放电加工为非接触加工，特别在高硬度 的模具钢加工上具有优势，主要应用以精密零组件加工及冲压模具的加工为主。但由于放 电加工的速度较其它切削加工慢，因此若能利用多条线同时加工，可以提升加工效率。然 而，由于线切割加工时，会因为线电极磨耗过大或施于线电极与工件的加工液流动不良造 成放电加工不稳定而产生断线问题，在传统技术的机台上，断线后是以自动穿线功能来减 少停机时间和人力需求，但在多线式同时加工的情形下，若有断线情形产生，将使所有的线 电极都停止加工，会严重影响加工效率。在此技术领域中，有需要一种电火花线切割加工装置及其加工方法，以改善上述 缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供一种电火花线切割加工装置，上述电火花线切割 加工装置包括一种电火花线切割加工装置，包括一基座；至少两组卷线机构，设置在上述基 座上；一工作区，位于上述些组卷线机构之间；至少两条制备完成的片状切割线电极，位于 上述工作区中，上述些片状切割线电极的末端分别架设在上述些组卷线机构上。本发明的另一实施例系提供一种电火花线切割加工装置，上述电火花线切割加工 装置包括一种电火花线切割加工装置，包括一基座；至少两组卷线机构，设置在上述基座 上；一工作区，位于上述些组卷线机构之间；至少两条制备完成的片状切割线电极，位于上 述工作区中，上述些片状切割线电极的末端分别架设在上述些组卷线机构上，其中上述些 片状切割线电极包括至少两个彼此交叉片状切割线电极组，其中每一个上述片状切割线电 极组包括至少两个彼此平行的上述片状切割线电极。
图1为本发明一实施例的电火花线切割加工装置的示意图。图2为本发明另一实施例的电火花线切割加工装置的示意图。图3为本发明一实施例的片状切割线电极210的立体示意图。图如 图如为本发明不同实施例的片状切割线电极的断面示意图。主要组件符号说明200 基座；202 工件；
204、204a、204b、204c、204d、204e、204f、232a、232b、232c、232d、232e、232f、234a、 234b、234c、234d、234e、234f 卷线机构；204al、204a2、232al、232a2 线轮；206 工作区；210、2101、2102、2103、210a、210b、210c、210d、210e、210f、226、226a、226b、226c、 226d、226e、226f、228、228a、228b、228c、228d、228e、228f 片状切割线电极；212a、212b、212c、212d、2Ue、212f 电源供应系统；214a、214b、218a、218al、218a2、218a3、218b、218bl、218b2、218b3 侧边；220、230 相对移动方向；222a、222b、222c、222d、222e、222f、242a、242b、242c、242d、242e、242f、246a、 246b、246c、246d、246e、246f 切缝；d 宽度；L 长度；500a、500b 电火花线切割加工装置。
具体实施例方式以下以各实施例配合附图详细说明的范例，做为本发明的参考依据。在附图或说 明书描述中，相似或相同的部分均使用相同的图号。且在附图中，实施例的形状或是厚度可 扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各组件的部分将以分别描述说明，值得注意的 是，图中未绘示或描述的组件，为本领域技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为公 开本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。本发明实施例提供一种多线加工的电火花线切割加工装置，其利用已制备完成的 多个片状切割线电极做为放电加工的线电极。相较于传统技术所使用的断面形状为圆形的 线电极，本发明实施例的电火花线切割加工装置具有提升电火花线切割加工的效率、避免 断线的产生、提高系统的稼动率、提升加工精度、增加线电极的重复使用率以降低片状切割 线电极的耗材成本。图1为本发明一实施例的电火花线切割加工装置500a的示意图。如图1所示， 本发明一实施例的电火花线切割加工装置500a包括一基座200，其用以置放欲加工的工件 202。多组卷线机构20 204f，设置在基座200上。其中卷线机构20 204f之间的空 间定义为工作区206。另外，每组卷线机构可具有头尾两个线轮。举例来说，卷线机构20 具有头尾两个线轮204al和20如2。多条制备完成且彼此平行的片状切割线电极210a 210f，位于工作区206中，分别架设在卷线机构20 204f上。举例来说，片状切割线电 极210a的两末端分别架设在卷线机构20 的头尾两个线轮204al和204a2上。因此，每 一条片状切割线电极由各自独立的卷动机构控制其移动速率和线张力，每一条片状切割线 电极由独立的电源供应系统21 212f，以提供放电波形以对工件202进行放电加工，并 且沿着片状切割线电极210a 210f与基座200的相对移动方向220分别形成多个切缝 22 222f，以切割工件202。或者，在本发明其它实施例中，片状切割线电极210a 210f 也可电性连接至同一个电源供应系统(图未示)。当工件202切割完成之后，可将工件202 旋转一角度后重新置于基座200上进行放电加工，以形成另一方向的切缝。
图2为本发明另一实施例的电火花线切割加工装置500b的示意图。电火花线切 割加工装置500b可包括至少两个彼此交叉的片状切割线电极组2 和228，其中每一个片 状切割线电极组2 或2 分别可包括多个彼此平行的片状切割线电极226a 226f或 228a 。类似的，片状切割线电极组2 或2 的每一个片状切割线电极226a 226f 或228a 228f的两末端可分别架设在卷线机构23 232f或23 234f的头尾两个 线轮上。举例来说，片状切割线电极226a的两末端可分别架设在卷线机构23 的头尾两 个线轮232al和232a2上。因此，每一条片状切割线电极可由各自独立的卷动机构控制其 移动速率和线张力，每一条片状切割线电极由独立的电源供应系统或电性连接至同一个电 源供应系统(图未显示)，以提供放电波形以对工件202进行放电加工，并且沿着片状切割 线电极226a 226f和228a 228f与基座200的相对移动方向230分别形成两组彼此交 叉的切缝对加 M2f和M6a 246f，以切割工件202。图3为本发明一实施例的片状切割线电极210的立体示意图。图如 图如为本 发明不同实施例的片状切割线电极2101、2102和2103的断面示意图。在本发明一实施例 中，片状切割线电极210为一长形柱状体，具有一对较长的平行侧边21 和214b以及较短 的另一对侧边218a和218b，其中较长的平行侧边21 和214b之间的宽度d可介于0.01mm 至0. 4mm之间，其中平行侧边21 和214b的长度L和彼此之间的宽度d比值可大于1且 小于20。值得注意的是，平行侧边21 和214b与如图1所示的片状切割线电极210a 210f与基座200的相对移动方向220平行。在本发明一实施例中，片状切割线电极的断面 在本发明一实施例中。另外，如图如 图4c所示，片状切割线电极2101、2102和2103分 别连接平行侧边21 和214b的另一对侧边可包括直线侧边218al和218bl、圆弧形侧边 218a2和218b2或角形侧边218a3和218b3。然而，分别连接平行侧边214a和214b的另一 对侧边也可包括其它的形状，并非限定于上述实施例。在本发明一实施例中，片状切割线 电极210的材质可包括铜(Copper)、黄铜(Brass)、钼(Molybdenum)、钨(Tungsten)、石墨 (Graphite)、钨 CTungsten)、钢(Steel)、铝(Aluminum)或锌(Zinc)等导电材料。在本发明一实施例中，电火花线切割加工装置500a和500b具有多个片状切割线 电极210，可以达到多线同时放电加工的高加工效率状态。另外，片状切割线电极210为一 长形柱状体，其断面形状的宽度d不变，可让切缝宽度维持不变，而长度L可增加为数倍至 数十倍，可提高切割线电极的线张力，减少线挠曲及线振动，可在维持加工精度(意即切缝 宽度)的情形下使电极不致因电极磨耗太大而断裂。片状切割线电极210具有较大的长 宽比，在放电加工时消耗主要发生于片状切割线电极210的前端部分，可避免断线情形产 生。因此，片状切割线电极210可重复使用，减少线电极耗材的成本，且同时维持加工精度， 因而用于固定片状切割线电极210的卷线机构204(如图1所示)可具备正反向卷动功能， 可在片状切割线电极210正向卷完后改为负向卷动或片状切割线电极210负向卷完后改为 正向卷动，以重复使用同一条片状切割线电极210对工件202进行加工。基于上述优点，本 发明实施例的电火花线切割加工装置500a和500b特别适用于线电极不需转向的具导电性 的高硬度材料的切块或切片等的一维加工上。经过线磨耗测试结果，本发明实施例的片状 切割线电极210在施加电流5安培(A) 17安培的条件(传统技术的直径为0. 3mm的圆 形线电极的最高施加电流仅为4安培)下可连续使用四小时而不会断线，且片状切割线电 极本身并无明显的磨耗。另外，当被切割的材料厚度为150mm的条件下，传统技术的直径为0. 3mm的圆形线电极的加工速度约为0. 4mm/min，而本发明实施例的宽度d为0. 3mm的片状 切割线电极210的加工速度可高达1. Omm/min。另外，本发明实施例的电火花线切割加工装置500a和500b可应用于对太阳能硅 晶材料做放电切割制程，以提升加工效率及减少切口的材料损耗(Kerf Loss)。一般硅晶 锭的制作方法是使用带锯(Band Saw)切割制程硅晶锭(Ingot)，其切口的材料损耗(Kerf Loss)约为3mm以上，带锯表面虽披覆一层人造碎钻，以克服硅晶的硬脆加工问题，但仍有 断裂之虞，尤其遇到具碳化硅杂质的边材为然。表1为显示本发明实施例的电火花线切割 加工装置与传统带锯机台用于太阳能硅晶材料放电切割制程的比较。表 权利要求
1.一种电火花线切割加工装置，包括一基座；至少两组卷线机构，设置在该基座上； 一工作区，位于该些组卷线机构之间；以及至少两条制备完成的片状切割线电极，位于该工作区中，该些片状切割线电极的末端 分别架设在该些组卷线机构上。
2.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该片状切割线电极的断面具有 一对平行侧边，其中该对平行侧边之间的宽度介于0. Olmm至0. 4mm之间。
3.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该对平行侧边的长度和该对平 行侧边之间的宽度比值大于1且小于20。
4.根据权利要求3所述的电火花线切割加工装置，其中该些片状切割线电极与该基座 具有一相对移动方向，该相对移动方向与该对平行侧边平行。
5.根据权利要求3所述的电火花线切割加工装置，其中该些片状切割线电极的断面包 括另一对侧边，分别连接该对平行侧边。
6.根据权利要求5所述的电火花线切割加工装置，其中另一对该侧边包括直线侧边、 圆弧形侧边或角形侧边。
7.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该些片状切割线电极的材质包 括铜、黄铜、钼、钨、石墨、钨、钢、铝或锌。
8.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该组卷线机构具有正向卷动和 反向卷动功能。
9.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该相对移动方向为一维方向。
10.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，还包括至少一电源供应系统，连接 至该些片状切割线电极。
11.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该些片状切割线电极彼此平行。
12.根据权利要求1所述的电火花线切割加工装置，其中该些片状切割线电极包括至 少两个彼此交叉片状切割线电极组，其中每一个该片状切割线电极组包括至少两个彼此平 行的该片状切割线电极。
全文摘要
本发明提供一种电火花线切割加工装置，上述电火花线切割加工装置包括一基座；至少两组卷线机构，设置在上述基座上；一工作区，位于上述些组卷线机构之间；至少两条制备完成的片状切割线电极，位于上述工作区中，上述些片状切割线电极的末端分别架设在上述些组卷线机构上。
文档编号B23H1/04GK102091840SQ200910253240
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者李坤颖, 陈鸣吉, 麦朝创 申请人:财团法人工业技术研究院