專利名稱：一種電火花加工機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電火花加工技術(shù)，具體涉及一種其調(diào)頻電源部份為恒流電源的電火花加工機(jī)。
技術(shù)背景 電火花加工機(jī)三大組成部分組成機(jī)械系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、高頻電源，是一種靠電火花放電來加工金屬的特種加工設(shè)備；因此，電火花加工是模具工業(yè)最主要的加工手段之一。圖I是現(xiàn)有電火花加工機(jī)原理示意圖，在圖中，Z軸3在伺服電機(jī)的驅(qū)動下帶動電極I做上、下運(yùn)動，Z軸3是向上運(yùn)動還是向下運(yùn)動取決于電極I與工件4放電時產(chǎn)生的間隙電壓，當(dāng)電極I與工件4間隙過大，間隙電壓升高Z軸3向下運(yùn)動反之Z軸3向上運(yùn)動。周而復(fù)始，使電極I與工件4之間保持一個合理的間隙，以保證放電加工的穩(wěn)定。直流電源分高壓300V和低壓80V，高壓的功能是擊穿放電通道或微電流加工，電流小只提供5%的電能；低壓的功能是大電流加工，提供95%的電能。高頻開關(guān)功能是讓電極與工件之間保持火花放電的狀態(tài)，其脈沖寬度和間隔寬度決定了被加工工件的表面粗糙度和電極損耗率；電極I與工件4之間的間隙被礦物油添充，火花放電加工時產(chǎn)生的大量的金屬微粒要從只有百分子幾毫米的間隙中向外攤出，這些導(dǎo)電性能良好的金屬微粒經(jīng)常性的引發(fā)電極與工件之間的局部短路，使加工電流急速增大。如果對加工電流不加限制的話，勢必?fù)p壞工件的加工表面并危及高頻開關(guān)管的安全，因此在高，低壓回路中增加了限流電阻R1，和R2以限制加工電流。增加了限流電阻Rl，R2解決了短路電流的問題，但有以下不足浪費能源，增加設(shè)備的復(fù)雜程度，要改變工件的加工電流，只有改變限流電阻的電阻值，通過改變電阻箱中的開關(guān)組合以達(dá)到改變限流電阻的大小和流經(jīng)電極與工件之間的放電電流。而電阻箱的體積龐大，現(xiàn)有講述中電阻箱占據(jù)了電火花加工機(jī)控制柜1/3的空間，同時為了不讓電阻箱產(chǎn)生的熱量影響其它系統(tǒng)的正常工作，茌電阻箱中裝有數(shù)臺風(fēng)扇向外強(qiáng)力排風(fēng)以散熱，進(jìn)一步增加了能耗。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種使用恒流電源的電火花加工機(jī)，在電源電路中不需要增加限流電阻，節(jié)約由于限流電阻帶來的能耗，同時降低設(shè)備的復(fù)雜程度。本實用新型提供的技術(shù)方案如下一種電火花加工機(jī)，包括機(jī)械系統(tǒng)、電極、伺服系統(tǒng)和高頻電源電路，高頻電源電路連接到工件與電極之間，為工件與電機(jī)之間放電提供合適的電壓和電流，所述高頻電源電路包括低壓恒流開關(guān)電源、高壓恒流開關(guān)電源、高頻信號電路和高頻開關(guān)，低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源的電源正極分別接所述電極，低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源之間相互隔離，高頻開關(guān)連接于工件與低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源的地之間，其開關(guān)端接高頻信號電路，在高頻信號電路的控制下對高頻電源電路進(jìn)行過流保護(hù)，在電極與工件之間的電壓小于20V時，將高頻開關(guān)斷開，高頻信號電路通過對電極和工件之間電壓檢測來確定產(chǎn)生對高頻開關(guān)的控制信號；所述恒流電源源包括一級整流電路、變頻電橋、變壓器、二級整流電路；一級整流電路的輸入端接市電，輸出端接變頻電析的輸入端，將市電整流成直流；變頻電路包括由三極管V1、V2、V3、V4組成的電橋和控制1C，其中電橋中三極管Vl和V3，V2和V4分別串聯(lián)于一級整流電路的輸出端，在三極管Vl和V3，V2和V4之間串接變壓器的初級線圈，其中當(dāng)三極管Vl和V3導(dǎo)通時與V2和V4導(dǎo)通時電流在變壓器初級線圈中電流方向不同，控制IC分別接三級管VI、V2、V3、V4的基極，、控制三極管的開閉，將直流電變換成高頻交流電；變壓器的初級線圈接變頻電路的輸出端，次級線圈的三個抽頭分別接二級整流電路；二級整流電路包括整流二極管Dl和D2，整流電容C，整流二極管Dl和D2的P極分別接變壓器次級線圈的兩頭抽頭，N極并聯(lián)輸出，變壓器次級線圈的中間抽頭為輸出地，整流電容C跨接于輸出與地之間。所述低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源內(nèi)各有一個二極管，其正極接電源正極負(fù)極接所述高頻開關(guān)；所述高頻開關(guān)為三極管，其發(fā)射極和集電極分別接于工件與高頻電源的地之間，基極接所述高頻信號電路；所述低壓電流電路為50V、50A的恒流源，所述高壓電流電路為300、V5A的恒流源。本實用新型采用低壓(50V)大功率恒流電源取代原直流電源的低壓部分；用高壓(300V. 5A)恒流電源取代原直流電源的高壓部分，在高頻信號電路8中增加了過電流保護(hù)功能當(dāng)加工產(chǎn)生過電流時，即電極與工件之間的間隙電壓< 20V，高頻開關(guān)管可自動截止；由于使用了恒流源，使電火花加工機(jī)減少了能耗，節(jié)約了使用成本。

下面根據(jù)附圖和實施例說明本發(fā)明的工作過程圖I現(xiàn)有技術(shù)中電火花加工機(jī)工作原理圖圖2本電火花加工機(jī)原理圖圖3電火花加工機(jī)的恒流電源輸出部份電路具體實施方式
如圖2所示，設(shè)計一種電火花加工機(jī)，設(shè)有機(jī)械系統(tǒng)、電極I、伺服系統(tǒng)和高頻電源電路，機(jī)械系統(tǒng)中的Z軸3在伺服系統(tǒng)中的伺服電機(jī)2的驅(qū)動下帶動電極I做上、下運(yùn)動，Z軸3是向上運(yùn)動還是向下運(yùn)動取決子電極I與工件4放電時產(chǎn)生的間隙電壓，當(dāng)電極I與工件4間隙過大，間隙電壓升高Z軸3向下運(yùn)動；反之Z軸3向上運(yùn)動。周而復(fù)始，使電極I與工件4之間保持一個合理的間隙，以保證放電加工的穩(wěn)定。高頻電源電路連接到工件4與電極I之間，為工件4與電極I之間放電提供合適的電壓和電流，所述高頻電源電路包括低壓恒流開關(guān)電源7、高壓恒流開關(guān)電源6、高頻信號電路8和高頻開關(guān)5，低壓恒流開關(guān)電源7和高壓恒流開關(guān)電源6的電源正極分別接所述電極1，低壓恒流開關(guān)電源7和高壓恒流開關(guān)電源6之間利用兩個二極管相互隔離，其中一個二極管正極接低壓恒流開關(guān)電源7的輸出端，負(fù)極接電極1，另一個二極管正極接高壓恒流開關(guān)電源6的輸出端，負(fù)極接電極1，高頻開關(guān)5連接于工件4與低壓恒流開關(guān)電源7和高壓恒流開關(guān)電源6的共同地之間，其開關(guān)端接高頻信號電路8，在高頻信號電路8的控制下對高頻電源電路進(jìn)行過流保護(hù)，在電極I與工件4之間的電壓小于20V時，將高頻開關(guān)5斷開。如圖3所示，恒流電源包括一級整流電路、變頻電橋、變壓器、二級整流電路一級整流電路的輸入端接市電，輸出端接變頻電橋的輸入端，將市電整流成直流；變頻電路包括由三極管V1、V2、V3、V4組成的電橋和控制1C，其中電橋中三極管Vl和V3，V2和V4分剮串聯(lián)于一級整流電路的輸出端，在三極管Vl和V3，V2和V4之間串接變壓器的初級線圈，其中當(dāng)三極管Vl和V3導(dǎo)通時與V2和V4導(dǎo)通時電流在變壓器初級線圈中電流方向不同，控制IC分別接三級管VI、V2、V3、V4的基極，控制三極管的開閉，將直流電變換成高頻交流電；變壓器的初級線圈接變頻電橋的輸出端，次級線圈的三個抽頭分別接二級整流電路；二級整流電路包括整流二極管Dl和D2，整流電容C，整流二極管Dl和D2的P極分別接變壓器次級線圈的兩頭抽頭，N極并聯(lián)輸出，變壓器次級線圈的中間抽頭為輸出地，整流電容C跨接于輸出與地之間。工作原理如下在如圖3所示，三極管V1，V3和V2，V4在IC的驅(qū)動下交替導(dǎo)通，IC的驅(qū)動下交替導(dǎo)通的頻率為ΙΟΟΟΚΗζ，使變壓器原邊線圈產(chǎn)生交變電流感應(yīng)到次邊線圈經(jīng)全波整流后輸出，由于開關(guān)頻率高(IOOKf)即便濾波電容器C的容量不大，也能獲得良好的波紋系數(shù)?？砂央娀鸹庸C(jī)電極的放電通道看成一個可變電阻R，當(dāng)R變小，輸出電流增大，此時IC會改變驅(qū)動波形的占空比，減少脈沖寬度(頻率不變)，輸出電壓Uo下降，使輸出電流降低反之，電流輸出回升。1，因為電容器C的作用，輸出電壓的調(diào)節(jié)是平滑的過渡，對電火花加工機(jī)的高頻波形不會產(chǎn)生“切割效應(yīng)”。2，恒流源中，IC開關(guān)頻率(S級)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電火花加工機(jī)高頻的頻率(mS級)，電源中，三極管導(dǎo)通時間的占空比的調(diào)節(jié)只是改變電火花加工機(jī)高頻的包絡(luò)線，不會改變其脈沖寬庋和間隔寬度。用低壓(50V)大功率恒流電源7取代原直流電源的低壓部分；用高壓(300V. 5A)恒流電源6取代原直流電源的高壓部分，在高頻信號電路8中增加了過電流保護(hù)功能當(dāng)加工產(chǎn)生過電流時，即電極與工件之間的間隙電壓< 20V高頻開關(guān)管5會自動截止。
權(quán)利要求1.一種電火花加工機(jī)，包括機(jī)械系統(tǒng)、電極、伺服系統(tǒng)和高頻電源電路，高頻電源電路連接到工件與電極之間，為工件與電機(jī)之間放電提供合適的電壓和電流，其特征在于，所述高頻電源電路包括低壓恒流開關(guān)電源、高壓恒流開關(guān)電源、高頻信號電路和高頻開關(guān)，低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源的電源正極分別接所述電極，低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源之間相互隔離，高頻開關(guān)連接于工件與低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源的地之間，其開關(guān)端接高頻信號電路，在高頻信號電路的控制下對高頻電源電路進(jìn)行過流保護(hù)，在電極與工件之間的電壓小于20V時，將高頻開關(guān)斷開，高頻信號電路通過對電極和工件之間電壓檢測來確定產(chǎn)生對高頻開關(guān)的控制信號； 所述恒流電源源包括一級整流電路、變頻電橋、變壓器、二級整流電路；一級整流電路的輸入端接市電，輸出端接變頻電析的輸入端，將市電整流成直流；變頻電路包括由三極管V1、V2、V3、V4組成的電橋和控制1C，其中電橋中三極管Vl和V3，V2和V4分別串聯(lián)于一級整流電路的輸出端，在三極管Vl和V3，V2和V4之間串接變壓器的初級線圈，其中當(dāng)三極管Vl和V3導(dǎo)通時與V2和V4導(dǎo)通時電流在變壓器初級線圈中電流方向不同，控制IC分別接三級管VI、V2、V3、V4的基極，、控制三極管的開閉，將直流電變換成高頻交流電；變壓器的初級線圈接變頻電路的輸出端，次級線圈的三個抽頭分別接二級整流電路；二級整流電路包括整流二極管Dl和D2，整流電容C，整流二極管Dl和D2的P極分別接變壓器次級線圈的兩頭抽頭，N極并聯(lián)輸出，變壓器次級線圈的中間抽頭為輸出地，整流電容C跨接于輸出與地之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電火花加工機(jī)，其特征在于，所述低壓恒流開關(guān)電源和高壓恒流開關(guān)電源內(nèi)各有一個二極管，其正極接電源正極負(fù)極接所述高頻開關(guān)；所述高頻開關(guān)為三極管，其發(fā)射極和集電極分別接于工件與高頻電源的地之間，基極接所述高頻信號電路；所述低壓電流電路為50V、50A的恒流源，所述高壓電流電路為300、V5A的恒流源。
專利摘要本實用新型公開了一種電火花加工機(jī)，包括機(jī)械系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和電源電路，機(jī)械系統(tǒng)在伺服系統(tǒng)的帶動下對工件進(jìn)行加工，伺服系統(tǒng)的電源輸入端接電源電路，所述電源電路為高壓恒流電源和低壓恒流源。用低壓(50V)大功率恒流電源取代原直流電源的低壓部分；用高壓(300V.5A)恒流電源取代原直流電源的高壓部分，在高頻信號電路8中增加了過電流保護(hù)功能當(dāng)加工產(chǎn)生過電流時，即電極與工件之間的間隙電壓＜20V，高頻開關(guān)管可自動截止；由于使用了恒流源，使電火花加工機(jī)減少了能耗，節(jié)約了使用成本。
文檔編號B23H1/02GK202763233SQ20122005403
公開日2013年3月6日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者何立衡 申請人:何立衡