专利名称：大功率大行程电火花刻伤机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及 一 种刻伤装置，特别是一 种大功率大行程电火花刻伤机。
背景技术：
钢管工业要对钢管质量进行NDT检测，主要采用超声波探伤、涡流探伤、 电磁声探伤等方法。这些方法都要求预先制作样管，所谓样管就是内外表面上 具有人工伤(俗称"槽")的一段钢管，人工伤的尺寸要符合一定的标准，以 便对探伤设备的灵敏度进行调校。特别是美孚和壳牌公司等技术认证要求在 NDT样管上制作平底孔和方形槽，用于校准探伤设备的分层缺陷测试功能，方 形槽还用于校准探伤设备的测厚功能。平底孔和方形槽的深度为钢管壁厚的 1/4至1/2，有时槽的深要达到十几腿， 一般刻伤机的刻伤深度达不到这一要 求。平底孔的直径为》6mm、 (J)9匪、小18腿等，方形槽为12mmX6mm、 12mmX 25mm、 12mmX35mm、 25腿X25mm等，对于小18mm、 12腿X25匪、12腿X35mm、 25mmX 25mm等面积较大的形状， 一般刻伤机用时较多。
上述认证要求面积较大的圆形或方形槽，要求槽深为钢管壁厚的1/4至 1/2， 一般刻伤机深度不够和耗时太多，因此，亟待开发大功率大行程电火花刻 伤机。 发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种大功率大行
程电火花刻伤机，能刻制深度为钢管壁厚的1/4至1/2的平底孔和方形槽；能 显著缩短刻制时间，减小到一般刻伤机的1/3;能够在钢管内或者外表面距管 端小于或等于1.5m处，刻制平底孔和方形槽。有利于提高工作质量和效率。 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种大行程大功率的电火花刻伤机，该电火花刻伤机包括有基板、电极给进部分、脉冲控制电路机箱、循环冷却油箱；其中所述电极给进部分包括有数显微分头、液压缸、液压缸、电极夹持器、电极、固定座；所述数显微分头包括有外壳、转动手轮、螺杆和与螺杆连接的数字显示机构，所述数显微分头的外壳通过顶丝与液压缸连接，所述数显微分头的螺杆与液压缸内的活塞相连，活塞连接有弹簧的一端，弹簧的另一端顶在液压缸的右端上，活塞上设有一个0型密封圈；液压缸通过液压管与液压缸连通在一起，液压缸内设有相互连接的活塞、弹簧，液压缸内的活塞与固定在电极上的电极夹持器之间通过尼龙棒连接，尼龙棒靠活塞一边通过螺纹连接，尼龙棒靠电极夹持器一边用顶丝连接，液压缸一侧设有带滑道的固定座，液压缸在固定座的滑道上上下滑动；所述脉冲控制电路机箱、循环冷却
油箱固定在所述基板上，所述脉冲控制电路机箱与电极电连接，所述循环冷却油箱的出油管连在电极上，所述循环冷却油箱的回油管连在油盘上。
本实用新型的效果是该刻伤机适用于在钢管内表面刻伤时，适用于大于
114mm的钢管内径；在钢管外表面刻伤时，适用于各种规格样管的刻制。特别适用于NDT样管上的平底孔和方形槽的制作，本刻伤机显著縮短了刻制时间，仿人工伤的效果逼真，平底孔的直径和方形槽的长和宽准确，深度误差小。如果在刻伤快要结束时，用超声波测厚仪测试剩余壁厚，进行深度矫正一次，深度误差会更小。
图1为本实用新型的电火花刻伤机的结构示意图2为本实用新型的脉冲电源方块图3为本实用新型的循环冷却油系统示意图。
图中
1、数显微分头 2， 5、活塞 3， 6、 液压缸4、液压管7、固定座 8、集油盘 9、电极. 10、钢管壁
411、油箱 12、冷却油 13、给油泵 14， 16、截止阀
15、回油泵 17、油管 18、液压快速接头19、电极夹持器
20、顶丝 21、电极内部通孔 22、止油物
具体实施方式
结合附图及实施例对本实用新型的大功率大行程电火花刻伤机的结构及使 用过程加以说明。
如图1所示，本实用新型的大功率大行程电火花刻伤机有包括有基板、电 极给进部分、脉冲控制电路机箱、循环冷却油箱。
所述电极给进部分包括有数显微分头1、液压缸3、液压缸6、电极夹持器、 电极9、固定座7;所述数显微分头1包括有外壳、转动手轮、螺杆和与螺杆 连接的数字显示机构，所述数显微分头l的外壳通过顶丝与液压缸3连接，所 述数显微分头l包括有转动手轮、螺杆和与螺杆连接的数字显示机构，所述数 显微分头1的螺杆与液压缸3内的活塞相连，活塞2连接有弹簧的一端，弹簧 的另一端顶在液压缸3的右端上，活塞2上设有一个0型密封圈；液压缸3通 过液压管4与液压缸6连通在一起，液压缸6内设有相互连接的活塞5、弹簧， 液压缸6内的活塞5与固定在电极9上的电极夹持器之间通过尼龙棒连接，尼 龙棒靠活塞一边通过螺纹连接，尼龙棒靠电极夹持器一边用顶丝连接，液压缸 6 —侧设有带滑道的固定座7，液压缸6在固定座7的滑道上上下滑动；
如图3所示，图内虚框为冷却油箱，所述循环冷却油箱包括有11油箱、12 冷却油、13给油泵、14， 16截止阀、15回油泵、17油管。冷却油主要流经 路径从油箱ll、给油泵13、截止阀14、油管17、液压快速接头18、电极夹 持器19、电极9的通孔21、电极9的底部和样管10的内表面、止油物22、样 管10的端头、集油盘8、油管、截止阀16、回油泵15、油箱ll，完成一次循 环。在循环过程中，电极9的通孔21很小，冷却油的流量很小，因此，止油物 22在电极附近阻挡住冷却油，积存在电极附近，.解决了冷却油流量小的问题。所述脉冲控制电路机箱、循环冷却油箱固定在所述基板上，所述脉冲控制 电路机箱与电极9电连接，所述循环冷却油箱的出油管连在电极9上，所述循 环冷却油箱的回油管通过液压快速接头连在油盘8上。
液压部分的装配液压缸3内先放入弹簧，再放入带0型密封圈的活塞， 装上数显微分头l，用螺丝紧固；液压缸3的另一端装上液压快速接头，接上 液压管；带0型密封圈的活塞先放入液压缸6中，装上弹簧，装上液压缸盖， 装上液压快速接头，接到液压管的另一端；从注油孔把液压油注入到两个液压 缸中和液压管中，不得有气泡，拧紧注油孔的密封螺丝；用尼龙棒连接活塞与 电极夹持器。
脉冲电源机箱的装配固定线路板和元器件，连接线路，脉冲电源的输出 接在电极和钢管之间。循环冷却油机箱的装配把油箱和两个油泵固定在基板 上，出油泵的进油管连在油箱靠下部，出油管连在电极9上；回油泵的进油管 连在油盘8上，出油管连在油箱靠下部。两个油泵的电源通过开关接在主电源 上。
以在钢管内表面刻方形槽为例，本实用新型的大功率大行程电火花刻伤机 的功能是这样实现的
该大功率大行程电火花刻伤机的数显微分头1至固定座7和电极9为电极 给进部分，即液压部分。液压缸中的活塞能移动的距离叫液压缸的行程。液压
缸3与液压缸6的面积比为1:2，液压缸3的直径17.68mm，活塞行程42麗； 液压缸6的直径25. OOmm，活塞行程21mm;数显微分头1的行程50mm;转动数 显微分头1使活塞2前进，液压油的压力升高，通过液压管4传递给液压缸6， 使活塞5向下移动，带动电极9向下移动，整个液压系统的行程可以达到20mm。
脉冲电源的输出加在电极和被刻钢管壁IO钢管之间，随着电极不断的向下 移动，产生连续的电火花，使钢管被刻蚀， 一直到所需要的深度，最深可达15mm。
循环冷却油在油泵的驱动下，从电极流过，冲刷掉刻蚀后的金属和电极残
6渣，进入集油盘8，再回到冷却油箱。
图2是脉冲电源方块图。在原刻伤机的基础上，通过试验，要想刻制15mm深的平底孔和方形槽，刻伤机的液压缸的行程需要20mm。加大液压缸3的直径，采用4> 17. 68mm和减小液压缸6的直径，采用d>25. OO匪，即，采用两个液压缸的面积比为1:2;减小活塞5与电极夹持器的连接绝缘棒的直径，采用4)10mm;加大液压缸6的外表面直径，采用小80mm;加长两个液压缸的长度；其它方面基本不变，实现了大行程20mm。
在原刻伤机的基础上，220Vac电源通过开关进入变压器的初级线圈，变压器的次级线圈接到整流滤波电路，变为直流电源，由于滤波电容的容量较大，上电时滤波电容的前面串接限流电阻，正常工作时不串接限流电阻。直流信号的正极经过电极和限流电阻，加在MOSFET管的管脚D，直流信号的负极加在MOSFET管的管脚S。脉冲发生电路产生频率可调和宽度可调的脉冲信号，经过MOSFET管驱动电路的放大，加在M0SFET管的管脚G和S，驱动M0SFET管把直流电源转变为脉冲电源。调节脉冲频率和脉冲宽度，在一定范围内也可提高输出功率，但是离目标值很远，需要加大脉冲电源的输出功率。变压器容量足够大，约为3KVA，变压器输出电压不变为150Vac，脉冲频率和脉冲宽度基本不变，整流桥的电流加大，MOSFET管的电流加大，限流电阻的阻值减小和功率加大，从而，输出脉冲电流加大到80A，脉冲电源输出功率变大。
制造过程中，液压缸和活塞的工作面要进行精车、精镗和精磨工艺，要有很好密合的接触面；密封件的大小和弹簧的大小要适当；液压管件要密封良好、耐压、膨胀系数小，白色尼龙管即可；用一般液压油即可。
使用时，液压缸和液压管中不能有气泡，气泡可由排气泡螺栓排出；由于脉冲电源参数设定、液压缸尺寸误差等原因，刻伤系数要试验测得；为了得到更高刻伤精度，刻槽过程中可以用超声波测厚仪校正一次。
为了操作人员的安全，总电源开关在接通的情况下，禁止任何人触摸电极和电极夹持器，更不允许同时触摸电极和样管。
刻槽操作步骤l.设定脉冲频率和脉冲宽度；2.计算数显微分头要旋转的 示值；3.修磨电极，使电极的弧度与钢管的弧度一致；4.连接脉冲电源线，连 接冷却油管，开冷却油阀门，把液压缸6等部分连接到固定座上；5.上电极； 6.倒退数显微分头-2皿以下；7.把固定座放到要刻伤的位置上；8.接通电源； 9.旋转数显微分头，清零；10.旋转数显微分头， 一直到要刻的数值。11.关 闭电源；12.倒退数显微分头-2mm以下；13.拿回固定座和液压缸6等部分， 卸下电极。
权利要求1、一种大行程大功率的电火花刻伤机，该电火花刻伤机包括有基板、电极给进部分、脉冲控制电路机箱、循环冷却油箱；其特征是所述电极给进部分包括有数显微分头(1)、液压缸(3)、液压缸(6)、电极夹持器、电极(9)、固定座(7)；所述数显微分头(1)包括有外壳、转动手轮、螺杆和与螺杆连接的数字显示机构，所述数显微分头(1)的外壳通过顶丝与液压缸(3)连接，所述数显微分头(1)的螺杆与液压缸(3)内的活塞相连，活塞(2)连接有弹簧的一端，弹簧的另一端顶在液压缸(3)的右端上，活塞(2)上设有一个O型密封圈；液压缸(3)通过液压管(4)与液压缸(6)连通在一起，液压缸(6)内设有相互连接的活塞(5)、弹簧，液压缸(6)内的活塞(5)与固定在电极(9)上的电极夹持器之间通过尼龙棒连接，尼龙棒靠活塞一边通过螺纹连接，尼龙棒靠电极夹持器一边通过顶丝连接，液压缸(6)一侧设有带滑道的固定座(7)，液压缸(6)在固定座(7)的滑道上上下滑动；所述脉冲控制电路机箱、循环冷却油箱固定在所述基板上，所述脉冲控制电路机箱与电极(9)电连接，所述循环冷却油箱的出油管连在电极(9)上，所述循环冷却油箱的回油管连在油盘(8)上。
专利摘要本实用新型提供一种大行程大功率的电火花刻伤机，该电火花刻伤机的电极给进部分的数显微分头的外壳与一液压缸连接，数显微分头的螺杆与液压缸内的活塞相连，活塞连接有弹簧的一端，弹簧的另一端顶在液压缸的右端上，该液压缸通过液压管与另一液压缸连通在一起，另一液压缸一侧设有带滑道的固定座；脉冲控制电路机箱、循环冷却油箱固定在所述基板上，脉冲控制电路机箱与电极电连接，循环冷却油箱的出油管连在电极上，循环冷却油从电极流过并汇集到油盘中，循环冷却油箱的回油管通过快速液压接头连在油盘上。有益效果是该刻伤机适用于大于114mm等各种规格样管的内径外表面平底孔和方形槽刻伤，仿人工伤的效果逼真，尺寸准确，深度误差小。
文档编号G01N29/04GK201434795SQ20092009656
公开日2010年3月31日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者耿振华, 郭瑞卿, 高景华, 鲁东营 申请人:天津钢管集团股份有限公司