專利名稱:引燃式電火花加工脈沖電源的制作方法
一種用于電火花加工的新型脈沖電源，適用于超硬材料聚晶金剛石的加工，也適用于硬質(zhì)合金、磁鋼等難加工材料的加工。
目前能加工聚晶金剛石材料的只有少數(shù)幾個(gè)工業(yè)先進(jìn)國(guó)家，而采用電火花方法加工聚晶金剛石材料的有我國(guó)北京電加工研究所，該項(xiàng)研究成果已獲我國(guó)84年國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)，1985年獲第十三屆日內(nèi)瓦世界發(fā)明展覽銀獎(jiǎng)(見“聚晶金剛石工具電火花加工技術(shù)”北京電加工研究所)。
BDDG-1脈沖電源的基本工作原理和特點(diǎn)如下1、采用晶體管高壓及低壓復(fù)合脈沖電源并附加增爆單元電路進(jìn)行加工。
2、由于采用晶體管高壓回路擊穿加工間隙、電壓高(500V左右)，電流也需要一定數(shù)值，因此，電源所需的功率很大，要求電源變壓器的容量也很大，電源總功率達(dá)4.5KW，相應(yīng)的其它電氣元件如濾波電容等容量也大，電源的重量和體積也相應(yīng)很大，該電源的凈重為150Kg，體積約為600×600×1300mm，電源的成本也較高。
3、由于采用晶體管高壓回路擊穿，加工過程中增爆單元才發(fā)揮作用，因而加工效率受到影響。
詳見“聚晶金剛石工具電火花加工技術(shù)”《北京市電加工研究所》
本發(fā)明的目的在于提出一種新型RC倍壓整流引燃式高低壓連鎖的復(fù)合脈沖電源，該電源的加工效率比BDDG-1型電源提高1～2倍，表面粗糙度有所改善(Ra0.63μm)，電源凈重為25Kg，只有BDDG-1型電源重量的17%，電源總功率只需0.5～0.6KW，只有BDDG-1電源總功率的15～20%，體積只有500×500×300mm為BDDG-型電源的16%，因而脈沖電源的制造成本也大幅度下降。
附圖為引燃式復(fù)合脈沖電源線路的原理圖。圖中包括高頻脈沖發(fā)生器〔1〕;低頻脈沖發(fā)生器〔2〕;積分延時(shí)〔3〕;微分〔4〕;與門〔5〕;光電耦合〔6〕，〔7〕，〔8〕;電源〔9〕;功率放大〔10〕、〔11〕;高壓電源〔12〕;低壓電源〔13〕;加工間隙〔14〕;可控硅開關(guān)〔15〕;倍壓整流RC電源〔16〕;電子開關(guān)〔17〕。
本發(fā)明的工作原理如下接通電源(9)后，由時(shí)基集成電路組成的脈沖發(fā)生器(2)、(3)分別發(fā)出高頻脈沖和低頻脈沖，低頻脈沖的前延打開可控硅開關(guān)(15)，倍壓整流的高壓RC電源(16)即可對(duì)聚晶金剛石進(jìn)行放電加工即引燃。同時(shí)低頻脈沖經(jīng)延時(shí)(3)后，一方面打開與門(5)，與高頻脈沖相與后形成高壓(比RC電源低)分組脈沖。另方面低頻脈沖經(jīng)功率放大環(huán)節(jié)(11)形成低壓脈沖，高壓分組脈沖和低壓低頻脈沖迭加在一起，間隙(14)的空載電壓波形如附圖中所示。如果合上開關(guān)(17)，則低壓脈沖被短路掉，只有高壓分組脈沖加在間隙(14)上。
高壓RC電源(16)擊穿(引燃)加工間隙(14)，進(jìn)行放電加工后，經(jīng)一定延時(shí)的晶體管高壓脈沖跟著也加到加工間隙(14)，其反向電壓關(guān)閉可控硅開關(guān)(15)，使高壓RC電源停止放電并對(duì)電容器充電儲(chǔ)能。這時(shí)只由晶體管高、低壓復(fù)合脈沖對(duì)聚晶金剛石繼續(xù)進(jìn)行放電加工，一個(gè)低頻脈沖結(jié)束后，經(jīng)一定脈沖間隔后，再重復(fù)上述過程。
本發(fā)明的要點(diǎn)是采用倍壓整流高壓600V～300VRC回路對(duì)加工間隙擊穿放電即引燃，利用電容器的儲(chǔ)能作用向間隙瞬時(shí)放電，使電容器能量瞬時(shí)放出，向間隙提供了足夠的放電能量，接著，晶體管高低壓復(fù)合脈沖向間隙放電進(jìn)行加工，同時(shí)，晶體管的高壓(300V)脈沖關(guān)閉了高壓RC回路，使電容器繼續(xù)充電儲(chǔ)能，由于采用倍壓整流提高RC回路的電壓，從而大大減少了電源變壓器的總功率，也減少了相應(yīng)的濾波，穩(wěn)壓元件，因而使本發(fā)明所需的電源總功率、電源總重量和體積均大大減小，成本也大幅度降低。
本線路中采用了時(shí)基集成電路組成的脈沖發(fā)生器，可以方便地實(shí)現(xiàn)高低壓復(fù)合脈沖，梳狀波脈沖，高頻分組脈沖等。采用了光電耦合管，使脈沖發(fā)生器與其它部分隔開，防止了對(duì)時(shí)基集成電路的干擾，保證本脈沖電源的正常穩(wěn)定工作。本線路還裝有防觸電保護(hù)裝置，使用安全。
實(shí)施例該電源曾用于加工聚晶金剛石刀具，(包括聚晶金剛石，硬質(zhì)合金，鋼和粘結(jié)劑等四種材料的復(fù)合體)獲得良好效果，加工時(shí)采用的電參數(shù)為RC高壓引燃回路的電壓為630V，晶體管高頻回路的電壓為300V，低頻回路為80V，晶體管高頻回路的脈寬ti為3μs，脈間t0為2μs。粗加工時(shí)RC回路中的RT＝600Ω，CT＝2μF，晶體管脈沖電源的電流為10A，低頻脈沖的脈寬ti為200μs，脈間t0為150μs;中規(guī)難加工時(shí)RT＝800Ω，CT＝0.5μF，低頻脈寬為100μs，脈間為80μs，晶體管電源電流為5A;精加工時(shí)RT＝1000Ω，CT＝0.2μF，低頻脈寬為30μs，脈間為25μs，晶體管電源電流為2A，精加工后的表面粗糙度為Ra0.63μm，粗、中、精加工的總時(shí)間為16分鐘。
引燃式聚晶金剛石電火花加工脈沖電源，采用了倍壓整流高壓RC回路脈沖電源引燃加工，采用時(shí)基集成電路組成高頻和低頻脈沖發(fā)生器，具有加工效率高，體積小，重量輕，成本低的特點(diǎn)，不但可用于聚晶金剛石的加工，而且可以用于硬質(zhì)合金、磁鋼等難加工材料的加工，加工效率比其它脈沖電源高，因而具有很很大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種用于難加工材料的電火花加工脈沖電源，其中包括倍壓整流RC回路，高頻脈沖發(fā)生器，低頻脈沖發(fā)生器，積分延時(shí)電路，微分電路，功率放大器，高壓電源，低壓電源，可控硅開關(guān)電路，電子開關(guān)和電源，其特征在于首先利用倍壓整流高壓RC回路產(chǎn)生高壓對(duì)加工間隙進(jìn)行放電擊穿使之引燃引爆，加工間隙擊穿后，接通高壓和低壓晶體管脈沖電源，利用高壓分組脈沖與低壓脈沖迭加后的復(fù)合脈沖對(duì)加工間隙進(jìn)行放電加工，與此同時(shí)，由可控硅電子開關(guān)切斷高壓RC回路，該回路進(jìn)入儲(chǔ)能狀態(tài)。
2.權(quán)利要求
1所述脈沖電源，其特征在于該電源可用于聚晶金剛石，硬質(zhì)合金，磁鋼等難加工材料的電火花加工。
專利摘要
一種用于聚晶金剛石等復(fù)合材料電火花加工的脈沖電源，采用倍壓整流高壓RC回路和晶體管高低壓脈沖電源復(fù)合對(duì)聚晶金剛石進(jìn)行電火花加工，高壓RC回路主要起到間隙擊穿、引燃、引爆并進(jìn)行瞬時(shí)加工的作用，晶體管脈沖電源繼之進(jìn)行加工、加工效率高、表面粗糙度得到改善，而且電源的重量、體積和電源總功率大大下降，成本也大幅度降低。
文檔編號(hào)B23H1/02GK87103438SQ87103438
公開日1988年4月6日 申請(qǐng)日期1987年5月9日
發(fā)明者陸紀(jì)培, 陳國(guó)祥 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan