专利名称：一种电火花加工机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电火花加工技术，具体涉及一种其调频电源部份为恒流电源的电火花加工机。
技术背景 电火花加工机三大组成部分组成机械系统、伺服系统、高频电源，是一种靠电火花放电来加工金属的特种加工设备；因此，电火花加工是模具工业最主要的加工手段之一。图I是现有电火花加工机原理示意图，在图中，Z轴3在伺服电机的驱动下带动电极I做上、下运动，Z轴3是向上运动还是向下运动取决于电极I与工件4放电时产生的间隙电压，当电极I与工件4间隙过大，间隙电压升高Z轴3向下运动反之Z轴3向上运动。周而复始，使电极I与工件4之间保持一个合理的间隙，以保证放电加工的稳定。直流电源分高压300V和低压80V，高压的功能是击穿放电通道或微电流加工，电流小只提供5%的电能；低压的功能是大电流加工，提供95%的电能。高频开关功能是让电极与工件之间保持火花放电的状态，其脉冲宽度和间隔宽度决定了被加工工件的表面粗糙度和电极损耗率；电极I与工件4之间的间隙被矿物油添充，火花放电加工时产生的大量的金属微粒要从只有百分子几毫米的间隙中向外摊出，这些导电性能良好的金属微粒经常性的引发电极与工件之间的局部短路，使加工电流急速增大。如果对加工电流不加限制的话，势必损坏工件的加工表面并危及高频开关管的安全，因此在高，低压回路中增加了限流电阻R1，和R2以限制加工电流。增加了限流电阻Rl，R2解决了短路电流的问题，但有以下不足浪费能源，增加设备的复杂程度，要改变工件的加工电流，只有改变限流电阻的电阻值，通过改变电阻箱中的开关组合以达到改变限流电阻的大小和流经电极与工件之间的放电电流。而电阻箱的体积庞大，现有讲述中电阻箱占据了电火花加工机控制柜1/3的空间，同时为了不让电阻箱产生的热量影响其它系统的正常工作，茌电阻箱中装有数台风扇向外强力排风以散热，进一步增加了能耗。
实用新型内容本实用新型的目的在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种使用恒流电源的电火花加工机，在电源电路中不需要增加限流电阻，节约由于限流电阻带来的能耗，同时降低设备的复杂程度。本实用新型提供的技术方案如下一种电火花加工机，包括机械系统、电极、伺服系统和高频电源电路，高频电源电路连接到工件与电极之间，为工件与电机之间放电提供合适的电压和电流，所述高频电源电路包括低压恒流开关电源、高压恒流开关电源、高频信号电路和高频开关，低压恒流开关电源和高压恒流开关电源的电源正极分别接所述电极，低压恒流开关电源和高压恒流开关电源之间相互隔离，高频开关连接于工件与低压恒流开关电源和高压恒流开关电源的地之间，其开关端接高频信号电路，在高频信号电路的控制下对高频电源电路进行过流保护，在电极与工件之间的电压小于20V时，将高频开关断开，高频信号电路通过对电极和工件之间电压检测来确定产生对高频开关的控制信号；所述恒流电源源包括一级整流电路、变频电桥、变压器、二级整流电路；一级整流电路的输入端接市电，输出端接变频电析的输入端，将市电整流成直流；变频电路包括由三极管V1、V2、V3、V4组成的电桥和控制1C，其中电桥中三极管Vl和V3，V2和V4分别串联于一级整流电路的输出端，在三极管Vl和V3，V2和V4之间串接变压器的初级线圈，其中当三极管Vl和V3导通时与V2和V4导通时电流在变压器初级线圈中电流方向不同，控制IC分别接三级管VI、V2、V3、V4的基极，、控制三极管的开闭，将直流电变换成高频交流电；变压器的初级线圈接变频电路的输出端，次级线圈的三个抽头分别接二级整流电路；二级整流电路包括整流二极管Dl和D2，整流电容C，整流二极管Dl和D2的P极分别接变压器次级线圈的两头抽头，N极并联输出，变压器次级线圈的中间抽头为输出地，整流电容C跨接于输出与地之间。所述低压恒流开关电源和高压恒流开关电源内各有一个二极管，其正极接电源正极负极接所述高频开关；所述高频开关为三极管，其发射极和集电极分别接于工件与高频电源的地之间，基极接所述高频信号电路；所述低压电流电路为50V、50A的恒流源，所述高压电流电路为300、V5A的恒流源。本实用新型采用低压(50V)大功率恒流电源取代原直流电源的低压部分；用高压(300V. 5A)恒流电源取代原直流电源的高压部分，在高频信号电路8中增加了过电流保护功能当加工产生过电流时，即电极与工件之间的间隙电压< 20V，高频开关管可自动截止；由于使用了恒流源，使电火花加工机减少了能耗，节约了使用成本。
下面根据附图和实施例说明本发明的工作过程图I现有技术中电火花加工机工作原理图图2本电火花加工机原理图图3电火花加工机的恒流电源输出部份电路具体实施方式
如图2所示，设计一种电火花加工机，设有机械系统、电极I、伺服系统和高频电源电路，机械系统中的Z轴3在伺服系统中的伺服电机2的驱动下带动电极I做上、下运动，Z轴3是向上运动还是向下运动取决子电极I与工件4放电时产生的间隙电压，当电极I与工件4间隙过大，间隙电压升高Z轴3向下运动；反之Z轴3向上运动。周而复始，使电极I与工件4之间保持一个合理的间隙，以保证放电加工的稳定。高频电源电路连接到工件4与电极I之间，为工件4与电极I之间放电提供合适的电压和电流，所述高频电源电路包括低压恒流开关电源7、高压恒流开关电源6、高频信号电路8和高频开关5，低压恒流开关电源7和高压恒流开关电源6的电源正极分别接所述电极1，低压恒流开关电源7和高压恒流开关电源6之间利用两个二极管相互隔离，其中一个二极管正极接低压恒流开关电源7的输出端，负极接电极1，另一个二极管正极接高压恒流开关电源6的输出端，负极接电极1，高频开关5连接于工件4与低压恒流开关电源7和高压恒流开关电源6的共同地之间，其开关端接高频信号电路8，在高频信号电路8的控制下对高频电源电路进行过流保护，在电极I与工件4之间的电压小于20V时，将高频开关5断开。如图3所示，恒流电源包括一级整流电路、变频电桥、变压器、二级整流电路一级整流电路的输入端接市电，输出端接变频电桥的输入端，将市电整流成直流；变频电路包括由三极管V1、V2、V3、V4组成的电桥和控制1C，其中电桥中三极管Vl和V3，V2和V4分剐串联于一级整流电路的输出端，在三极管Vl和V3，V2和V4之间串接变压器的初级线圈，其中当三极管Vl和V3导通时与V2和V4导通时电流在变压器初级线圈中电流方向不同，控制IC分别接三级管VI、V2、V3、V4的基极，控制三极管的开闭，将直流电变换成高频交流电；变压器的初级线圈接变频电桥的输出端，次级线圈的三个抽头分别接二级整流电路；二级整流电路包括整流二极管Dl和D2，整流电容C，整流二极管Dl和D2的P极分别接变压器次级线圈的两头抽头，N极并联输出，变压器次级线圈的中间抽头为输出地，整流电容C跨接于输出与地之间。工作原理如下在如图3所示，三极管V1，V3和V2，V4在IC的驱动下交替导通，IC的驱动下交替导通的频率为ΙΟΟΟΚΗζ，使变压器原边线圈产生交变电流感应到次边线圈经全波整流后输出，由于开关频率高(IOOKf)即便滤波电容器C的容量不大，也能获得良好的波纹系数。可把电火花加工机电极的放电通道看成一个可变电阻R，当R变小，输出电流增大，此时IC会改变驱动波形的占空比，减少脉冲宽度(频率不变)，输出电压Uo下降，使输出电流降低反之，电流输出回升。1，因为电容器C的作用，输出电压的调节是平滑的过渡，对电火花加工机的高频波形不会产生“切割效应”。2，恒流源中，IC开关频率(S级)远远高于电火花加工机高频的频率(mS级)，电源中，三极管导通时间的占空比的调节只是改变电火花加工机高频的包络线，不会改变其脉冲宽庋和间隔宽度。用低压(50V)大功率恒流电源7取代原直流电源的低压部分；用高压(300V. 5A)恒流电源6取代原直流电源的高压部分，在高频信号电路8中增加了过电流保护功能当加工产生过电流时，即电极与工件之间的间隙电压< 20V高频开关管5会自动截止。
权利要求1.一种电火花加工机，包括机械系统、电极、伺服系统和高频电源电路，高频电源电路连接到工件与电极之间，为工件与电机之间放电提供合适的电压和电流，其特征在于，所述高频电源电路包括低压恒流开关电源、高压恒流开关电源、高频信号电路和高频开关，低压恒流开关电源和高压恒流开关电源的电源正极分别接所述电极，低压恒流开关电源和高压恒流开关电源之间相互隔离，高频开关连接于工件与低压恒流开关电源和高压恒流开关电源的地之间，其开关端接高频信号电路，在高频信号电路的控制下对高频电源电路进行过流保护，在电极与工件之间的电压小于20V时，将高频开关断开，高频信号电路通过对电极和工件之间电压检测来确定产生对高频开关的控制信号； 所述恒流电源源包括一级整流电路、变频电桥、变压器、二级整流电路；一级整流电路的输入端接市电，输出端接变频电析的输入端，将市电整流成直流；变频电路包括由三极管V1、V2、V3、V4组成的电桥和控制1C，其中电桥中三极管Vl和V3，V2和V4分别串联于一级整流电路的输出端，在三极管Vl和V3，V2和V4之间串接变压器的初级线圈，其中当三极管Vl和V3导通时与V2和V4导通时电流在变压器初级线圈中电流方向不同，控制IC分别接三级管VI、V2、V3、V4的基极，、控制三极管的开闭，将直流电变换成高频交流电；变压器的初级线圈接变频电路的输出端，次级线圈的三个抽头分别接二级整流电路；二级整流电路包括整流二极管Dl和D2，整流电容C，整流二极管Dl和D2的P极分别接变压器次级线圈的两头抽头，N极并联输出，变压器次级线圈的中间抽头为输出地，整流电容C跨接于输出与地之间。
2.根据权利要求I所述的一种电火花加工机，其特征在于，所述低压恒流开关电源和高压恒流开关电源内各有一个二极管，其正极接电源正极负极接所述高频开关；所述高频开关为三极管，其发射极和集电极分别接于工件与高频电源的地之间，基极接所述高频信号电路；所述低压电流电路为50V、50A的恒流源，所述高压电流电路为300、V5A的恒流源。
专利摘要本实用新型公开了一种电火花加工机，包括机械系统、伺服系统和电源电路，机械系统在伺服系统的带动下对工件进行加工，伺服系统的电源输入端接电源电路，所述电源电路为高压恒流电源和低压恒流源。用低压(50V)大功率恒流电源取代原直流电源的低压部分；用高压(300V.5A)恒流电源取代原直流电源的高压部分，在高频信号电路8中增加了过电流保护功能当加工产生过电流时，即电极与工件之间的间隙电压＜20V，高频开关管可自动截止；由于使用了恒流源，使电火花加工机减少了能耗，节约了使用成本。
文档编号B23H1/02GK202763233SQ20122005403
公开日2013年3月6日 申请日期2012年2月20日 优先权日2012年2月20日
发明者何立衡 申请人:何立衡