CN103464844A - 一种放电加工电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放电加工电路，该电路包括：直流电源、限流电阻、高速开关、铜电极以及LC电路；LC电路包括：电感、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容及二极管；电容与二极管并联，二极管的阴极与电感相连，二极管的阳极与直流电源的负极相连；直流电源的负极连接有待加工的超硬合金工件；直流电源的正极依次串联限流电阻、高速开关和铜电极；电感的另一端连接在高速开关和铜电极之间；高速开关，用于施加脉冲电源电压。通过本发明，可以在保证低功耗的情况下，使用铜电极加工超硬合金。

Description

一种放电加工电路

技术领域

 本发明涉及放电加工领域，尤其涉及一种适用于超硬合金的铜电极放电加工电路。

背景技术

一般放电加工机对超硬合金的加工方式，都是采用铜钨作为加工电极，以控制良好的加工损耗，不能使用铜电极，其熔点低，损耗大，经测量其损耗通常在70-80%左。但是铜钨价格昂贵，而且材质较硬，加工铣削不易。

发明内容

 本发明的目的在于提供一种放电加工电路，以使用铜电极在低损耗的情况下加工超硬合金。

本发明实施例提供了一种放电加工电路，电路包括：直流电源、限流电阻、高速开关、铜电极以及LC电路；

LC电路包括：电感、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容及二极管；电容与二极管并联，二极管的阴极与电感相连，二极管的阳极与直流电源的负极相连；

直流电源的负极连接有待加工的超硬合金工件；

直流电源的正极依次串联限流电阻、高速开关和铜电极；电感的另一端连接在高速开关和铜电极之间；

高速开关，用于施加脉冲电源电压。

优选的，高速开关为晶体管。

优选的，电路的损耗为20%。

本发明实施例还提供了一种放电加工电路，包括：直流电源、限流电阻、高速开关、铜电极、第一开关以及LC电路；

LC电路包括：电感、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容及二极管；电容与二极管并联，二极管的阴极与电感相连，二极管的阳极与直流电源的负极相连；

直流电源的负极连接有待加工的工件；

直流电源的正极依次串联限流电阻、高速开关和铜电极；电感的另一端通过第一开关连接在高速开关和铜电极之间；

第一开关用于在工件为超硬合金时导通；

第一开关用于在工件为普通合金时断开；

高速开关，用于施加脉冲电源电压。

优选的，高速开关为晶体管。

本发明实施例还提供了一种放电加工电路，包括：直流电源、限流电阻、高速开关、电极、第二开关以及LC电路；

LC电路包括：电感、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容及二极管；电容与二极管并联，二极管的阴极与电感相连，二极管的阳极与直流电源的负极相连；

直流电源的负极连接有待加工的超硬合金工件；

直流电源的正极依次串联限流电阻、高速开关和电极；电感的另一端连接在高速开关和电极之间；

第二开关与电感并联；

第二开关，用于在电极为铜电极时断开，在电极为铜钨电极时导通；

高速开关，用于施加脉冲电源电压。

优选的，高速开关为晶体管。

本发明实施例还提供了一种放电加工电路，包括：直流电源、限流电阻、高速开关、电极、第一开关、第二开关以及LC电路；

LC电路包括：电感、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容及二极管；电容与二极管并联，二极管的阴极与电感相连，二极管的阳极与直流电源的负极相连；

直流电源的负极连接有待加工的工件；

直流电源的正极依次串联限流电阻、高速开关和电极；电感的另一端通过第一开关连接在高速开关和电极之间；

第二开关与电感并联；

第一开关，用于电极为铜电极且工件为超硬合金时导通，电极为铜电极且工件为普通合金时断开；

第二开关，用于在工件为超硬合金且电极为铜电极时断开，在工件为超硬合金且电极为铜钨电极时导通；

高速开关，用于施加脉冲电源电压。

优选的，高速开关为晶体管。

本发明的有益效果是：

本发明通过在放电加工电路中增加LC电路，利用电感缓慢放电，使得铜电极上的电流慢慢增大，改变了铜电极的放电电流波形，而且其铜电极上的电流值为电感电流加上流过晶体管的电流，因此，大于直接通过晶体管流向铜电极的电流，从而提高了放电加工效率，减小了损耗。

附图说明

图1为本发明实施例1中的放电加工电路结构图；

图2为本发明中电感电流波形图；

图3为本发明中极间电压及极间电流波形图；

图4为本发明实施例4中的放电加工电路结构图；

图5为本发明实施例3中的放电加工电路结构图；

图6为本发明实施例4中的放电加工电路结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先对本发明中出现的名词进行解释：

超硬合金：常见的有钨钢、钛合金等。

普通合金：比如普通铁材、钢材、各种模具钢等。

本发明实施例1提供了一种放电加工电路。参见图1，该电路包括：直流电源11、限流电阻12、高速开关13、铜电极14以及LC电路15；

LC电路包括：电感151、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容152及二极管153；电容152与二极管153并联，二极管153的阴极与电感151相连，二极管的阳极153与直流电源11的负极相连。

直流电源11的负极连接有待加工的超硬合金工件16。

直流电源的正极依次串联限流电阻12、高速开关13和铜电极14；电感151的另一端连接在高速开关13和铜电极14之间。

高速开关13用于在铜电极14和超硬合金工件16之间施加脉冲电源电压。 

具体操作时，首先导通高速开关13，使铜电极14达到引弧状态。在电感151与电容152的两端有了一个引弧电压。此时电源11两端的电压U0通过电感151给电容152充电，由于电感151的电流I2是不能越变的，电容152的电压Uc不能越变，所以电感151上的电流I2向负向慢慢增大，当电容电压Uc大小达到U0时，电感电流I2也随之达到最大，由于电感电流I2不能突变，要继续给电容152充电，电感151的负向电流I2减小，直至电流变为0，此时电容电压达到最大Uc>U0。即在高速开关导通时，电极间的电压U1因为电感151和电容512影响，电压波形呈现倒U型变化。

电感电流I2以及电极间电压的变化如图2所示。

当铜电极14慢慢靠近工件16到一定距离时，其由引弧状态过渡到放电状态，此时LC电路两端的电压Uc远大于电极之间的放电电压U1，电容152通过电感151放电，放电过程为：开始电流为I2=0，I3=I1=（U0-U1)/R，此处R为限流电阻12的值，I3为电极间的电流。电容电压为Uc，电感电流I2不能突变，电容电压不能突变，随着放电的进行，电感电流I2增大，电容电量减少，电压下降，当电容电压降为电极间放电电压U1时，电感电流I2达到最大，电极间的电流I3为电感电流I2与电阻层电流I1的叠加I3=I2+I1，随后电感电流I2开始减小，继续给电容放电，直至电感电流I2变为0，因为电容两端并有二极管，所以电容两端的电压最小为-Ud（Ud记为二极管的正向导通电压），在放电过程中，当电感电流I2为0时，有-Ud                                               

Uc

U1,然后U1又通过电感151给电容152充电，电流为负的。图3示出了上述过程中极间电流I3以及极间电压U1的波形。

放电完成后，高速开关断开，铜电极14进入休止状态。需要说明的是，高速开关13周期性的导通、断开，以提供脉冲电源电压，其周期可根据具体需要设定。

上述高速开关具体的可以为晶体管。

经测量，上述放电加工电路在加工超硬合金时的损耗可以控制在20%左右。

可见，本发明通过增加LC电路及二极管，使得铜电极间的电流缓慢增加，避免了电流瞬间增大带来的高损耗，铜电极间的电流大于直接通过晶体管的电流，因此，提高了放电加工效率。

本发明实施例2提供了一种放电加工电路。如图3所示，该电路包括：直流电源21、限流电阻22、高速开关23、铜电极24、第一开关27以及LC电路25；

LC电路25包括：电感251、串联在电感251的一端与直流电源21的负极之间的电容252及二极管253。电容252与二极管253并联，二极管253的阴极与电感251相连，二极管253的阳极与直流电源21的负极相连。

直流电源21的负极连接有待加工的工件26。

直流电源21的正极依次串联限流电阻22、高速开关23和铜电极24；电感251的另一端通过第一开关27连接在高速开关23和铜电极24之间。

上述放电加工电路可用于超硬合金或普通合金的放电加工。

具体的，当待加工的工件26为超硬合金时，将第一开关27导通。放电加工电路的工作过程如实施例1中所述。

当待加工的工件26为普通合金时，将第一开关27断开。

其中，高速开关23用于提供脉冲电源电压。该高速开关具体可以为晶体管。

通过上述放电加工电路，可以根据待加工的工件的不同，导通或断开第一开关，以将LC电路用于或不用于加工工件。

本发明实施例3还提供了一种放电加工电路。如图4所示，该电路包括：直流电源31、限流电阻32、高速开关33、电极34、第二开关37以及LC电路35。

LC电路35包括：电感351、串联在电感的一端与直流电源的负极之间的电容352及二极管353。电容352与二极管353并联，二极管353的阴极与电感351相连，二极管353的阳极与直流电源31的负极相连。

直流电源31的负极连接有待加工的超硬合金工件36。

直流电源31的正极依次串联限流电阻32、高速开关33和电极34。电感351的另一端连接在高速开关33和电极34之间。第二开关37与电感351并联。

应用上述放电加工电路加工超硬合金工件时，既可以采用铜电极也可以采用铜钨电机。

当采用铜电极时，第二开关37需断开，以将LC电路整体加入放电加工电路中，其工作原理如实施例1中所述。当采用铜钨电极时，导通第二开关37，此时为无电感的纯电容充放电电路加工状态，直接提供瞬间大电流及短脉宽的控制方式。极间电流I3=I2+I1,电压波形也跟着改变，可以应用于不同的硬度材质的超合金放电加工。

本发明实施例4还提供了一种放电加工电路，参见图5，该电路包括：直流电源41、限流电阻42、高速开关43、电极44、第一开关471、第二开关472以及LC电路45。

LC电路45包括：电感451、串联在电感451的一端与直流电源41的负极之间的电容452及二极管453。电容451与二极管453并联，二极管453的阴极与电感451相连，二极管453的阳极与直流电源41的负极相连。

直流电源41的负极连接有待加工的工件46。

直流电源41的正极依次串联限流电阻42、高速开关43和电极44。电感451的另一端通过第一开关471连接在高速开关43和电极44之间。

第二开关472与电感451并联。

当采用铜电极加工超硬合金的工件时，需要导通第一开关471，此时第二开关472断开。当采用铜电极加工普通合金时，需断开第一开关471。

当采用铜钨电极加工超硬合金的工件时，需要导通第一开关471和第二开关472。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应注意的是，以上仅为本发明的一个具体实施例而已，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种放电加工电路，其特征在于，所述电路包括：直流电源、限流电阻、高速开关、铜电极以及LC电路；

所述LC电路包括：电感、串联在所述电感的一端与所述直流电源的负极之间的电容及二极管；所述电容与所述二极管并联，所述二极管的阴极与所述电感相连，所述二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；

所述直流电源的负极连接有待加工的超硬合金工件；

所述直流电源的正极依次串联所述限流电阻、所述高速开关和所述铜电极；所述电感的另一端连接在所述高速开关和所述铜电极之间；

所述高速开关用于施加脉冲电源电压。

2.如权利要求1所述的放电加工电路，其特征在于，所述高速开关为晶体管。

3.如权利要求1或2所述的放电加工电路，其特征在于，所述电路的损耗为20%。

4.一种放电加工电路，其特征在于，所述电路包括：直流电源、限流电阻、高速开关、铜电极、第一开关以及LC电路；

所述LC电路包括：电感、串联在所述电感的一端与所述直流电源的负极之间的电容及二极管；所述电容与所述二极管并联，所述二极管的阴极与所述电感相连，所述二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；

所述直流电源的负极连接有待加工的工件；

所述直流电源的正极依次串联所述限流电阻、所述高速开关和所述铜电极；所述电感的另一端通过所述第一开关连接在所述高速开关和所述铜电极之间；

所述第一开关用于在所述工件为超硬合金时导通；

所述第一开关用于在所述工件为普通合金时断开；

所述高速开关，用于施加脉冲电源电压。

5.如权利要求4所述的放电加工电路，其特征在于，所述高速开关为晶体管。

6.一种放电加工电路，其特征在于，所述电路包括：直流电源、限流电阻、高速开关、电极、第二开关以及LC电路；

所述LC电路包括：电感、串联在所述电感的一端与所述直流电源的负极之间的电容及二极管；所述电容与所述二极管并联，所述二极管的阴极与所述电感相连，所述二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；

所述直流电源的负极连接有待加工的超硬合金工件；

所述直流电源的正极依次串联所述限流电阻、所述高速开关和所述电极；所述电感的另一端连接在所述高速开关和所述电极之间；

所述第二开关与所述电感并联；

所述第二开关，用于在所述电极为铜电极时断开，在所述电极为铜钨电极时导通；

所述高速开关，用于施加脉冲电源电压。

7.如权利要求5所述的放电加工电路，其特征在于，所述高速开关为晶体管。

8.一种放电加工电路，其特征在于，所述电路包括：直流电源、限流电阻、高速开关、电极、第一开关、第二开关以及LC电路；

所述LC电路包括：电感、串联在所述电感的一端与所述直流电源的负极之间的电容及二极管；所述电容与所述二极管并联，所述二极管的阴极与所述电感相连，所述二极管的阳极与所述直流电源的负极相连；

所述直流电源的负极连接有待加工的工件；

所述直流电源的正极依次串联所述限流电阻、所述高速开关和所述电极；所述电感的另一端通过所述第一开关连接在所述高速开关和所述电极之间；

所述第二开关与所述电感并联；

所述第一开关，用于所述电极为铜电极且所述工件为超硬合金时导通，所述电极为铜电极且所述工件为普通合金时断开；

所述第二开关，用于在所述工件为超硬合金且所述电极为铜电极时断开，在所述工件为超硬合金且所述电极为铜钨电极时导通；

所述高速开关，用于施加脉冲电源电压。

9.如权利要求8所述的放电加工电路，其特征在于，所述高速开关为晶体管。

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