[发明专利]一种用于导电加热加工的灭弧方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属非传统加工领域，是一种用于导电加热加工的灭弧方法。

背景技术

导电加热加工是一种利用大电流将被加工区域加热软化进行加工的一种非传统加工方式。导电加热加工方式可应用于车削、钻削、铣削、压力成形、渐进成形等加工中。导电加热加工时，虽然工具和工件之间的电压降比较小，但是回路电流很大，可达200A以上。因此，在工具向工件靠近及工具离开工件时会因电流的突变而引起强烈的火花甚至电弧放电，电弧放电会烧伤工件的表面和工具头，对导电加热加工带来极其不利的影响。

现在导电加热加工时采用避免电弧产生的主要方法是，通过人工操作，待工具与工件接触之后通电，在工具与工件离开之前断电。这种方法虽然不会产生电弧放电，但是对工人技术要求高，生产效率低，无法实现自动化加工，无法加工断续表面。

专利号为99235160.X的发明采用逆变电源与微机控制的灭弧控制电路相结合的结构，通过检测加工工件与工具两端瞬态过电压脉冲信号，计数触发控制逆变加热电源的输出电压为零，迅速切断加热回流电流，抑制电弧的产生与稳定。这种灭弧方式中逆变电源与灭弧控制电路是一个整体，不利于使用已有加热电源；灭弧控制电路需要通过微机输入控制变量的值，控制电路和逆变电源本身复杂程度较高，设计制作及操作较为复杂；另外，上述灭弧控制装置难以解决工具靠近工件时产生电弧的问题。

发明内容

为了解决以上灭弧方法带来的问题，本发明提出了一种简洁有效的导电加热加工用灭弧方法，使用此灭弧方法建立的灭弧设备，结构简单且独立于加热电源与加工机床之外，适用于任何加热电源，并且导电加热加工时工具靠近和离开工件时均不会产生电弧。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于导电加热加工的灭弧方法，应用此方法的灭弧设备独立于加热电源和加工机床之间，加热电源的输出端接灭弧设备的输入端，灭弧设备的输出端接加工机床的工具和工件。该灭弧设备包括小功率辅助电源、直流继电器、时间继电器、固态继电器和过电压触发值可调的过电压继电器；其中，直流继电器包含直流继电器线圈和动合触点，时间继电器包含时间继电器线圈和延时闭合动合触点；固态继电器包含固态继电器线圈、动合辅助触点、一对动断辅助触点和主触点，过电压触发值可调的过电压继电器包含过电压继电器检测线圈和动断触点。

使用小功率辅助电源、直流继电器以及时间继电器的组合，来判断工具和工件是否已经稳定接触，稳定接触之后将加热电源和加工机床连接，同时，固态继电器对小功率辅助电源和直流继电器线圈形成互锁，使其在导电加热加工过程中与加工机床隔离。

导电加热加工开始后，将工具与工件离开时的瞬间高电压作为判断工具与工件是否离开的触发信号，使用过电压继电器检测此高电压信号，检测到高电压信号之后，将加热电源和工件断开，使电弧立刻熄灭。

在经历一次工具和工件接近-接触-离开的工作循环之后，灭弧设备中的所有元件恢复到工具与工件接触前的状态，可以随时开始下一个工作循环，不需按动任何按钮，不需进行任何的复位工作，可以继续加工。

本发明的有益效果是，既可以实现导电加热加工中工具与工件离开时的灭弧控制，也可以抑制工具与工件靠近并接触过程中电弧的产生；既可以导电加热加工连续表面，也可以导电加热加工断续表面，并可应用于自动化生产；可使灭弧设备独立于加热电源和加工机床之外，自成模块；无需更换已有的设备，灭弧设备可加装在加热电源与加工机床之间，稍加设置即可工作；应用此灭弧方法的灭弧设备结构简单，成本低廉，性能可靠，操作简易，一次设置之后无需人工干预，可连续工作；有利于导电加热加工方式的推广。

附图说明

附图为本发明的灭弧方法的灭弧设备结构示意图。

图中：1加热电源；2灭弧设备；3工件；4工具；5直流继电器线圈；

6直流继电器动合触点；7时间继电器线圈；

8时间继电器通电延时动合触点；9固态继电器线圈；

10固态继电器动合辅助触点；11固态继电器动断辅助触点；12固态继电器主触点；13过电压继电器检测线圈；14过电压继电器动断触点；15小功率辅助电源。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的实施例。