高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種機械加工領域中的電火花加工電源裝置——高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置。它包括大功率整流濾波電路1、擊穿電壓調節電路2、大功率低電壓脈沖變換電路3、隔離器4、電流及電壓檢測電路6和控制電路7。該電源裝置一方面可為放電間隙提供較高的擊穿電壓，增大放電間隙，減小加工碎屑與工具電極的碰撞幾率從而降低工具電極的相對損耗；另一方面，該電源裝置又可為放電通道提供很大的峰值電流，保證了放電通道作用在工件表面上的能量密度，可大幅提高加工效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置，屬于機械加工領域。
技術介紹
實現對具有高硬度、高強度、高韌性以及高脆性材料的高速、高效加工一直是材料加工領域的努力目標。傳統的加工方法很難對其進行高效加工，且加工成本普遍較高。放電加工為以上材料的加工提供了一種有效的方法，相對于昂貴的高速銑削加工設備以及加工成本，電加工方法體現了其良好的經濟性。電火花加工是一種通過電極與被加工工件之間的連續火花放電來去除材料的加工方法。由于工具電極與工件之間沒有直接接觸，所以電火花加工具有宏觀作用力小，對機床剛性要求低以及容易實現精密加工等優點。但是目前的電加工設備普遍存在材料去除效率低的缺點。脈沖電源是電火花加工系統中的一個重要組成部分，其性能對生產效率、工件表面質量、電極損耗都有很大的影響。目前國內外的脈沖電源普遍存在放電能量小和功率小的缺點，限制了電火花加工材料去除效率的進一步提高。本專利技術人通過實驗發現，采用大能量、高瞬時能量密度的火花放電，可以從很大程度上提高加工效率；并且適當提高放電間隙的擊穿電壓，可以大大降低工具電極的相對損耗。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術存在的上述不足，提供一種“高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置”，該電源裝置在很大幅度上提高放電能量，從而提高加工效率。本專利技術的原理所專利技術的高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置主要由大功率整流濾波電路1、擊穿電壓調節電路2、大功率低電壓脈沖變換電路3、隔離器4、電流及電壓檢測電路6、控制電路7等組成。擊穿電壓調節電路2提供間隙擊穿所需的較高的直流脈沖電壓，保證擊穿發生在一個較大的放電間隙上；大功率低電壓脈沖變換電路3提供放電蝕除所需的絕大部分能量；隔離器4將擊穿電壓調節電路2與大功率低電壓脈沖變換電路3進行隔離，保證其互不影響；電流及電壓檢測電路6把所檢測到的電壓和電流信號傳送給控制電路7 ;控制電路7在對所接收到的電流及電壓信號進行分析處理的基礎上，一路向擊穿電壓調節電路2發送控制信號，來控制其輸出的直流脈沖的峰值電壓、峰值電流、脈寬以及占空比，另一路向大功率低電壓脈沖變換電路3發送控制信號，來控制其輸出的直流脈沖的峰值電壓、峰值電流、脈寬以及占空比。擊穿電壓調節電路2可提供較高的間隙擊穿電壓，從而有效增大放電間隙，以便于加工碎屑的及時排除；另一方面，較大的放電間隙還可以減少加工碎屑與工具電極接觸與碰撞的次數，可在很大程度上降低工具電極的相對損耗。大功率低電壓脈沖變換電路3可提供高瞬時能量密度火花放電所需的絕大部分能量，保證了放電通道作用在工件表面上的能量密度，可大幅提高加工效率。本專利技術與目前常用的電火花加工脈沖電源相比具有以下優點增大的間隙擊穿電壓，從而增大了放電間隙，降低工具電極的相對損耗，增大了放電通道的能量密度，提高了加工效率。附圖說明圖1是本專利技術的高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置的組成框圖。圖2是本專利技術的高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置的電路結構示意圖。具體實施例方式參見圖1，本專利技術的高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置包括大功率整流濾波電路1、擊穿電壓調節電路2、大功率低電壓脈沖變換電路3、隔離器4、電流及電壓檢測電路6、控制電路7。大功率整流濾波電路I將交流電轉變成直流電，并提供給擊穿電壓調節電路2和大功率低電壓脈沖變換電路3 ;擊穿電壓調節電路2根據控制電路7的控制信號，提供脈沖峰值電壓可調的擊穿電壓，用于擊穿放電間隙；通過調節擊穿電壓可以調節放電間隙；大功率低電壓脈沖變換電路3根據控制電路7的信號，將大功率整流濾波電路I提供的直流電變換成峰值電流、頻率和占空比均可調的低電壓大功率直流脈沖，以提供在蝕除加工過程中所需要的能量；隔離器4將擊穿電壓調節電路2和大功率低電壓脈沖變換電路3進行隔離，消除兩者之間的相互影響；電流及電壓檢測電路6采集放電間隙的電流和電壓信號，并反饋給控制電路7 ;控制電路7根據電流及電壓檢測電路6的信號，控制擊穿電壓調節電路2的電壓值和占空比，并控制大功率低電壓變換電路3的峰值電流、頻率和占空比。參見圖2，本專利技術的高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置電路中的功率開關元件Ml、M2、M3、電感L和電容C構成擊穿電壓調節電路。電壓檢測電路9與由工具電極10和工件11構成的放電間隙并聯，采集電壓信號，并反饋給控制電路7。控制電路7根據電壓檢測電路9的檢測信號，控制功率開關元件Ml和M2的開關，經電感L和電容C濾波，控制電容C的電壓達到所需要的擊穿電壓，功率開關元件M3根據控制電路7傳送過來的控制信號來開關電容C兩端的電壓，經由二極管Dl構成的隔離器和限流電阻R輸出到工具電極10和工件11組成的放電間隙。電流檢測電路8串聯在主放電回路中采集電流信號，并反饋給控制電路7 ;控制電路7根據電流檢測電路8的檢測信號，發送控制信號給大功率低電壓脈沖變換電路3，以調節其輸出的低電壓大功率直流脈沖的峰值電流、頻率和占空比；大功率低電壓脈沖變換電路3輸出的低電壓大功率直流脈沖經過由二極管D2構成的隔離器施加在由工具電極10和工件11組成的放電間隙上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置，包括大功率整流濾波電路1、擊穿電壓調節電路2、大功率低電壓脈沖變換電路3、隔離器4、電流及電壓檢測電路6、控制電路7，其特征是擊穿電壓調節電路2提供間隙擊穿所需的較高的直流脈沖電壓，保證擊穿發生在一個較大的放電間隙上；大功率低電壓脈沖變換電路3提供放電蝕除所需的絕大部分能量；隔離器4將擊穿電壓調節電路2與大功率低電壓脈沖變換電路3進行隔離，保證其互不影響；電流及電壓檢測電路6把所檢測到的電壓和電流信號傳送給控制電路7；控制電路7根據電流及電壓檢測電路6所提供的信號，一路向擊穿電壓調節電路2發送控制信號，來控制其輸出的直流脈沖的峰值電壓、峰值電流、脈寬以及占空比，另一路向大功率低電壓脈沖變換電路3發送控制信號，來控制其輸出的直流脈沖的峰值電壓、峰值電流、脈寬以及占空比。

【技術特征摘要】
1.一種高瞬時能量密度電火花高速銑削加工用電源裝置，包括大功率整流濾波電路1、擊穿電壓調節電路2、大功率低電壓脈沖變換電路3、隔離器4、電流及電壓檢測電路6、控制電路7，其特征是擊穿電壓調節電路2提供間隙擊穿所需的較高的直流脈沖電壓，保證擊穿發生在一個較大的放電間隙上；大功率低電壓脈沖變換電路3提供放電蝕除所需的絕大部分能量；隔離器4將擊穿電壓調節電路2與大功率低電壓脈沖變換電路3進行隔離，保證其互不影響；電流及電壓檢測電路6把所檢測到的電壓和電流信號傳送給控制電路7 ;控制電路7根據電流及電壓檢測電路6所提供的信號，一路向擊穿電壓調節電路2發送控制信號，來控制其輸出的直流脈沖的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉永紅，張彥振，王飛，唐澤民，申泱，紀仁杰，蔡寶平，
申請(專利權)人：中國石油大學華東，
類型：發明
國別省市：