一种抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的电路及方法与流程

本发明涉及电火花穿孔加工领域，具体涉及一种抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的电路及方法。

背景技术：

在采用管状工具电极高压冲液的电火花穿孔加工中，在选择大能量脉冲参数加工时，由于开路状态下主轴进给速度较快，并辅以大能量的状态时，电极和工件接触瞬间所加工小孔入口会存在孔口翻边。放电能量越大，翻边尺寸越大。对于航空航天领域和工件表面质量有特殊要求零件上的小孔、不允许出现孔口翻边；因此在加工工艺上通常会安排去除翻边工序，降低了生产效率，增加了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的电路及方法。

本发明的技术方案是：

一种抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的电路，包括加工状态检测模块、火花状态鉴别模块、开路状态鉴别模块、火花状态计时模块、开路状态计时模块、能量切换模块1、能量切换模块2；

加工状态检测模块的输出信号传输至火花状态鉴别模块和开路状态鉴别模块，火花状态鉴别模块控制火花状态计时模块，火花状态计时模块的判断结果控制能量切换模块1，开路状态鉴别模块控制开路状态计时模块，开路状态计时模块的判断结果控制能量切换模块2。

进一步的技术方案，加工状态检测模块包括检测电路限流电阻r2、光电耦合器u1、检测电路保护二极管d2、钳位二极管z2、光电耦合器u1输出上拉电阻r5；光电耦合器u1输入限流电阻r3、电阻r2与工具电极连结于220点，限流电阻r3连接到光电耦合器u1的1脚；检测电路保护二极管d2正极与光电耦合器u1的2脚相连，检测电路保护二极管d2负极与钳位二极管z2负极相连；钳位二极管z2正极、场效应管q1漏极、快恢复二极管d1正极、电阻r2连结于同一点。

一种抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的方法，包含以下步骤：

（1）、光电耦合器u1输出的hh信号为高电平时，开路状态鉴别模块检测到hh信号为高电平，开路状态计时模块开始计时，计时时间超过t2，能量切换模块2将放电能量由大能量放电状态切换到小能量放电状态，计时过程中若hh信号发生高低电平的转换，开路状态计时模块将清零，在开路状态鉴别模块重新检测到hh信号为高电平时，开路状态计时模块重新开始计时；

（2）、当极间发生第一次火花放电时，光电耦合器u1输出的hh信号发生高低电平的转换，火花状态鉴别模块检测到hh信号的下降沿后，火花状态计时模块开始计时，计时时间超过t1，能量切换模块1将放电能量由小能量放电状态切换到大能量放电状态。

进一步的技术方案，t1时间为200ms~300ms。

进一步的技术方案，t2时间为100ms~300ms。

本发明的有益效果：

1、本发明具有通过在穿孔入口处采用小能量加工，采用小能量加工给定时间t1后，切换到大能量加工。穿孔入口采用小能量加工，可以有效消除或减小表面孔口翻边现象。

2、本发明公开的一种抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的方法及电路，具有方案简单、工作可靠，电路改进所需成本低等优点。

附图说明

图1为本发明一种抑制电火花穿孔加工表面孔口翻边的电路组成示意图；

图2为本发明加工状态检测模块电路图；

图3为本发明主控制器电路图。

具体实施方式

下面通过非限制性实施例，进一步阐述本发明，理解本发明。

如图1-3所示，图1为本发明一种抑制电火花穿孔加工孔口翻边的电路组成示意图；包括加工状态检测模块、火花状态鉴别模块、开路状态鉴别模块、火花状态计时模块、开路状态计时模块、能量切换模块1、能量切换模块2；

图2为本发明加工状态检测模块电路图，电火花穿孔机脉冲电源脉冲信号clk1由主控制器ic1输出，通过光电耦合器go0限流电阻r6连接于光电耦合器go0的2脚。

clk1高电平信号输入光电耦合器go0，光电耦合器go0输入端的2、3脚导通；同时光电耦合器go0的输出端6脚导通；此时场效应管q1栅极由低电平变为高电平，场效应管q1漏极和源极之间导通；导通时，开路电压（1l+,1l-）施加于工具电极和工件之间，减小工件与工具电极之间的距离直至击穿二者之间的介电工作液、形成放电回路；放电电流依次流过工件、电极、限流电阻r2、场效应管q1流回1l-。工件、电极、限流电阻r2、场效应管q1构成放电回路。

当场效应管q1漏极和源极之间关闭时，工件、电极、电阻r2、二极管d1构成极间电流泄放回路。

光电耦合器u1、光电耦合器u1输入限流电阻r3、检测电路保护二极管d2、钳位二极管z2、光电耦合器u1输出上拉电阻r5构成放电状态检测模块；当放电电流流经电阻r2，电阻r2两端的电压，通过限流电阻r3、检测电路保护二极管d2、钳位二极管z2作用于光电耦合器u1的1脚和2脚，并使得光电耦合器u1输入端导通。同时光电耦合器u1输出端导通，光电耦合器u1的输出上拉电阻r5的信号hh由高电平变为低电平。

图3为本发明主控制器；它可以是复杂可编程逻辑器件或者现场可编程门阵列器件。其功能在于实现火花状态鉴别模块、开路状态鉴别模块、火花状态计时模块、开路状态计时模块、能量切换模块1、能量切换模块2的功能。

信号hh输入给图3本发明主控制器，实现后续火花状态鉴别模块、开路状态鉴别模块、火花状态计时模块、开路状态计时模块、能量切换模块1、能量切换模块2的功能。

光电耦合器u1输出的hh信号为高电平时，开路状态鉴别模块检测到hh信号为高电平，开路状态计时模块开始计时，计时时间超过t2，能量切换模块2将放电能量由大能量放电状态切换到小能量放电状态，计时过程中若hh信号发生高低电平的转换，开路状态计时模块将清零，在开路状态鉴别模块重新检测到hh信号为高电平时，开路状态计时模块重新开始计时；其中，t1时间为200ms~300ms，t2时间为100ms~300ms。

当极间发生第一次火花放电时，光电耦合器u1输出的hh信号发生高低电平的转换，火花状态鉴别模块检测到hh信号的下降沿后，火花状态计时模块开始计时，计时时间超过t1，能量切换模块1将放电能量由小能量放电状态切换到大能量放电状态。

本发明采用小能量加工给定时间t1后，切换到大能量加工。穿孔入口采用小能量加工，可以有效消除或减小表面孔口翻边现象。

综上所述，本发明具有方案简单、工作可靠，电路改进所需成本低等优点。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种抑制/消除电火花穿孔加工表面孔口翻边的电路及方法，属于电火花穿孔加工领域。本发明通过改变电路，通过在穿孔入口处采用小能量加工，采用小能量加工到给定时间T1后，切换到大能量加工。采用通过穿孔入口采用小能量加工的方法，去除翻边工序，能够有效消除或减小表面孔口翻边现象，提高了生产效率，降低了生产成本。

技术研发人员：王晓伟
受保护的技术使用者：江苏冬庆数控机床有限公司
技术研发日：2017.08.17
技术公布日：2017.11.07