[发明专利]放电加工机床用电源系统

说明书

本发明涉及放电加工机床(EDM)用的电源系统。更具体地说，本发明是涉及将移动的金属丝作为工具电极使用，并在该金属丝电极和工件之间的间隙产生放电，从而将该工件加工成所希望的外形用的金属丝放电精加工机床用的电源系统。

放电加工机床备有向工具电极和导电性工件之间形成的加工间隙供给连续控制功率脉冲的电源系统。工件被装在工件槽中，在其间隙中灌满煤油或具有大电阻率的去离子水之类介电性液体。在将功率脉冲施加到该间隙之中时，当间隙两侧的电压达到某一数值后，由于介电性液体出现离子化，产生放电现象。结果是通过间隙产生放电电流，工件材料有极小的一部分蒸发或熔融，然后随着介电性液体的流动而从间隙中流走。于是在工件表面上形成弧坑状的极小凹坑。停止施加功率脉冲后，间隙之间的绝缘恢复。放电加工是通过工具电极与工件之间的相对移动，在间隙中发生大量放电，对零件或模具进行精密制造加工用的工艺，适合于硬金属加工。

功率脉冲由电源装置产生，电源装置与包括支持工件的构件或使工具电极与工件作相对移动的机械构件在内的机械部分必须要保持一定的物理距离。在电源装置的机壳中装有用来产生功率脉冲的电气构件，同时还装有控制该功率脉冲的功率大小、极性、该脉冲的接通时间及断开时间、以及控制工具电极相对移动的控制装置。该电源装置通过适当的导体连接到机械部分上。

在金属丝放电精加工机床中，通常使金属丝在走向与工件垂直的一对导辊之间运行，并将金属丝作为工具电极使用。加工时将功率脉冲施加在间隙之间，移动的金属丝沿着与工件轴线垂直的方向移动。将工件加工成具有所希望的外形，金属丝放电精加工机床的加工也许与使用钢丝锯进行加工的方式相似。

众所周知在一对导辊之间承受给定张力的状态下，当金属丝以给定的速度移动时，会使其上方和下方的金属丝导辊产生微小的振动。由于这种不希望有的金属丝的振动，使得工件上与金属丝相对的部分的两个表面之间的中央部分比其上侧表面及下侧表面遭受到不应有的磨蚀，结果对制品的形状精度产生不良影响。通过提高金属丝的移动速度，可以提高金属丝的直度。另外，通过加大供给间隙的单位时间能量，由于对放电的金属丝产生压力，也能减小金属丝振动的振幅。可是，当需要每次以小能量的功率脉冲供给间隙时，金属丝的振幅就得不到充分减小。例如，使金属丝沿规定的轨迹移动，对工件上的外形进行粗加工之后，为了改善加工后的工件表面光洁度，还要使金属丝沿偏离该规定的轨迹的轨迹移动加工，进行所谓的“二次精铣”，自然就会要求每一次功率脉冲的能量要小。放电结束后，由于要在间隙中恢复充分绝缘，不可能过分缩短功率脉冲之间的断路时间，因此功率脉冲的循环频率的增加受到限制。

本发明的目的是提供这样一种金属丝切割放电加工机用的电源系统，它能够以高重复频率向间隙持续供给功率脉冲，增大向间隙提供的单位时间能量，结果能够减小金属丝的振幅。

本发明的另一个目的是提供一种通过以高重复频率向间隙持续提供功率脉冲，改善加工效率的放电加工机用的电源系统。

另外，本发明的目的是提供一种能根据不同的目的、供给振幅或重复频率不同的功率脉冲的放电加工机用的电源系统。

本发明的其它目的，将在后面的说明中部分地加以阐述，如果是本专业工作者，则通过实践本发明的过程中也会逐步理解。

为了达到上述目的，按照本发明，将功率脉冲供给在工具电极和工件之间形成的加工间隙，并通过放电对工件进行加工的放电加工机用的电源系统由以下部分构成：直流电源；发生有受控接通时间和受控断开时间的连续脉冲信号的脉冲发生器；与直流电源串联、响应受控脉冲信号，使从直流电源输出的直流电流脉冲化的开关；还有一端与直流电源的一端连接的第1导体，以及一端与直流电源的另一端连接的第2导体、将通过开关流过的直流脉冲送到加工间隙附近、且有小线路电感的同轴电缆或绞线类电缆；以及其输入端与第1导体的另一端及第2导体的另一端连接、其输出端连接至加工间隙，并将其配置在加工间隙附近、将从直流电源通过开关流过的直流脉冲变换成交流脉冲、从而使交流脉冲流过加工间隙的变换装置。

变压器最好有环形铁心、绕在该环形铁心上且与电缆的一端连接的一次线圈、以及绕在该环形铁心上且连接到加工间隙的二次线圈，从而使直流电源输送给一次线圈的能量，通过电磁感应送给二次线圈。

另外，最好尽可能减少变压器线圈的匝数。

另外，电源系统最好含有使变换装置电性旁路的装置，以便有选择地使来自直流电源的直流脉冲通过加工间隙流过。该旁路装置和变换装置可集中在一起装在设在加工间隙附近的一个壳体中。