[发明专利]导电陶瓷材料电火花加工脉冲电源

说明书

本发明涉及一种导电陶瓷材料电火花加工的脉冲电源。属于超硬材料的加工领域。

导电陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、同时还具有熔点高、电阻率高的特点，所以其机械加工、电火花加工都具有相当的困难。目前世界各国都在研究该材料加工技术和设备。北京市电加工研究所1984年发明了《聚晶金刚石工具电火花加工技术》，获得国家发明二等奖和日内瓦第13届国际发明与新技术展览银奖。该技术主要采用晶体管脉冲电源附加增爆电路，利用电火花加工中的电-力效应加工聚晶金刚石，取得了突破性进展。但是该技术尚存在如下缺点：

1、该晶体管脉冲电源的增爆电路的能量取自于放电间隙，因此需要脉冲电源向放电间隙输出较高的电压（高于300V），并偏空载加工，增加了电器成本并影响加工效率。

2、该技术适用于煤油工作液介质的电火花成型加工，而对采用乳化液介质的线切割加工效果较差。

1988年8月公开的美国专利（NO.4766281）也是一种电加工脉冲电源，该文件公开了有直流电源，电感及电容起到充电作用，也有对放电控制的开关装置的技术方案。

该技术方案的对放电控制的开关装置是由晶体管为主要元件组成的。

存在着：脉冲频率较低、影响加工工艺指标的缺点。

本发明的目的是提供一种用于导电陶瓷材料电火花加工的脉冲电源，以解决现有技术的不足。

本发明的构思是：在通常的脉冲电源，其发出脉冲间隔的期间内，一个增爆电路中的直流电源，通过电感对电容振荡升压充电，在电容上积累电荷，而在上述的脉冲电源发出的放电脉冲时，该增爆电路受一个开关电路所控制，上述的电容上的电荷能够快速地被释放到放电加工间隙中，与脉冲电源发出的放电脉冲能量迭加，增加了对放电加工间隙的放电能量。

附图为本发明的电路原理图。

本发明是这样实现的，如图所示，本发明包括主振级单元电路1，前置放大级单元电路2，功率放大级单元电路3，电子开关电路4，增爆电路5，直流电源6，限流电路7。所说的主振级单元电路1的一路脉冲输出接前置放大级单元电路2后，与功率放大级单元电路3连接，所说的直流电源6的一组输出经限流电路7，与功率放大级单元电路3连接，并与放电加工间隙8形成回路。增爆电路5是由一充电回路和一放电回路组成，充电回路是由直流电源6、二极管D、电感L，电容C组成。放电回路是由电容C、电阻R₁和电子开关电路4，放电加工间隙8组成。

主振级单元电路1的另一路输出控制电子开关电路7。

电子开关电路7是由电阻R₂、MOS功率放大器组成，电阻R₂的一端接主振级单元电路1的一路输出，另一端接MOS功率放大器的栅级，MOS功率放大器的漏极电接电阻R₁的一端，接入放电加工间隙。

电子开关电路中的MOS功率放大器，也可由一只晶闸管代替、晶闸管的控制级通过电阻2接主振级单元电路1的一路输出。晶闸管的正级接电阻R₁，其负级接放电加工间隙8。

本发明的工作原理叙述如下：其中脉冲电源主振级单元电路1，前置放大级单元电路2，功率放大级单元电路3，限流电路7的结构连接，是本技术领域的技术人员所熟知的，在这里不加以赘述。当接通直流电源6时增爆电路5中的，直流电流6的一组输出通过二极管D、电感L对电容C进行充电、充电电压可达2倍电源电压。当主振级单元电路1发出的一路矩形脉冲打开电子开关电路4时，电容C中储存的能量通过电阻R₁及电子开关电路向放电间隙8放电。与此同时，主振级单元电路1发出的另一路脉冲，通过前置放大级单元电路2，功率放大级单元电路3向放电加工间隙8提供放电能量。在主振级单元电路1发出的脉冲间隔期间，功率放大级单元电路3和电子开关电路4处于关闭状态，此时上述的直流电源6的一组输出通过二极管D，电感L向电容C振荡充电，重复上述过程。增爆电路5中的电容C上的能量是迭加在功率放大级单元路3向放电间隙8施加的放电加工脉冲的前沿上，以增加由工具电极和工件组成的放电加工间隙之间的放电击穿爆炸力，这对于电陶瓷电火花加工是至关重要的。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、由于采用电压控制型的MOS功率放大器，脉冲前沿时间小于电流控制型的晶体管开关电路，而且脉冲频率高于后者。

2、有LC振荡升压的增爆电路，其能量通过电子开关与放电加工脉冲同步迭加在放电加工间隙上，增加了放电击穿爆炸力，提高了加工效率。