CN1017691B - 工件的电腐蚀加工方法和设备 - Google Patents
工件的电腐蚀加工方法和设备Info
- Publication number
- CN1017691B CN1017691B CN 85104690 CN85104690A CN1017691B CN 1017691 B CN1017691 B CN 1017691B CN 85104690 CN85104690 CN 85104690 CN 85104690 A CN85104690 A CN 85104690A CN 1017691 B CN1017691 B CN 1017691B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulse
- group
- circuit
- control impuls
- clock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 11
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 claims description 10
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 claims 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
对工件进行电腐蚀加工的方法和设备，通过工件与电极之间施以脉冲型直流电压来利用工具电极(所施电压为脉冲组形式)中，脉冲组是由有不同幅值的电流脉冲组成的。属于一脉冲组的各电流脉冲具有上升的幅值更好。配备了几个并联于工件和(或)工具电极的可单独控制的电源开关电路。属于每个电源开关电路的脉冲变压器的初级端与一个装置连接使脉冲组按时序成形。至少有一个属于每个电源开关电路的控制开关与一个第二装置连接，以形成电流脉冲波幅。
Description
本发明涉及一种在电火花腐蚀机的工具电极和工件之间形成的工件缝隙中产生火花放电以电火花腐蚀加工工件的方法和设备。
电腐蚀加工方法，尤其是电腐蚀切割方法，在很大程度上是依据经验数据和假定，因为，迄今对工作间隙中的放电过程尚无一确定的物理描述。因此，就使用线电极或带形电极的切割过程而言，除重力之外，由于电磁、静电，以及机械或液压作用而造成的振动也会成问题。由于这种振动，及主要要求的精加工条件，对使用的脉冲发生器要求因此很高;这种精加工条件要求的放电时间极短，也就是说在微秒范围内，而频率范围约为100-500KHz。虽然放电时间短，这种脉冲发生器必须能提供约200安培的电流。目前，放电过程的时间控制基本上是通过控制脉冲发生器的开或关进行的。
为了最好地和无干扰地保持电腐蚀加工过程，已知脉冲发生器（例如根据德国2，908，696或2，909，073号专利）可在出现过程异常或电极磨损超过一极限值时立即中断放电过程。为了控制放电能量的分配，已知利用附加的时间移位叠加各工作电路发出
的脉冲可得到整形脉冲，例如瑞士第495，812号专利。然而这种脉冲发生器只适合较长的脉冲。
美国专利4，503，309公开了一种在电火花腐蚀加工机的工具电极和工件之间形成的工作间隙中产生电火花放电以电火花腐蚀加工工件的方法，所说火花放电是由脉冲组产生的直流电压引起的。在这种方法中，每个脉冲群都由一或一个以上的单独脉冲组成，该单独脉冲是由一系列的时钟脉冲导出的，多个的单独脉冲可受控制使它们各自的脉冲幅度互不相同。而且脉冲群都具有连续而单独的脉冲幅度的相同预定波形。
美国专利4，503，309虽然也公开了一种通过在电火花腐蚀加工机的工具电极和工件之间形成的缝隙中产生火花放电以电火花腐蚀工件的加工设备，所说火花放电是由脉冲组所产生的直流电压引起的。所说设备包括一个直流脉冲产生器，后者电包括一个时钟和至少一个控制单元，该控制单元有一功率开关电路，其输出被连接到由工具电极、工作缝隙和工件组成的电腐蚀串联电路。
美国专利4，503，309中的装置的一个缺点是：不可能用各个脉冲有不同脉冲宽度的脉冲组使设备工作。在该装置所有单独的脉冲的脉冲宽度必须相同。
美国专利4，503，309的该装置的另一缺点是：功率开关电路是由开关晶体管组成，而这些开关晶体管结构得只能在它们的截止或饱和状态工作。因此，特别是必须使用高速开关晶体管并将晶体管驱入它们的饱和状态，而同时又不能将响应较快的晶体管使用在它们的非饱和状态。
美国专利4，503，309的该装置还有一个缺点是：由于变压器会降低开关晶体管的操作，故不能在装置中使用变压器。
本发明的目的是要克服上述的缺点，并提供一速度甚高的开关方法和设备以产生脉冲组，而将这些脉冲组引起的直流电压出现并触发火花放电。
本发明的另一目的是允许使用变压器，以达到将高压火花功率电路和控制电路分开的目的。
本发明还有一个目的是允许脉冲组中的各自脉冲中的波形不仅对脉冲幅度来说是变化的，而且就脉冲宽度而言也是变化的。
为完成本发明的方法，除了产生以基频出现的时钟脉冲串外，还包括下列步骤：存储各组表征为加工脉冲的所需波形和发生率的存储脉冲组，供各工加工条件下使用;考虑实际加工条件从存储脉冲组选择所说组中之一组;根据存储脉冲组中所说选择组，将脉冲串形成为以时间间隔的控制脉冲群（或组）;将所说控制脉冲加到电源开关电路;以及由于存储脉冲组中的所说选择组，使选出的各个电源开关电路工作，以产生加到工作间隙的电流幅度。
本发明的设备包括：一脉冲发生器，该脉冲发生器包括多个并联安装在由工具电极和导电工件之间所限定的工作缝隙上，各开关电路具有一导通状态和一非导通状态，在开关电路处于导电状态时将来自电源的电能加到工作缝隙，该脉冲发生器还包含一接收控制脉冲的装置以使该开关电路转换到导通状态，以及包含可选择地工作的禁止装置，以迫使该开关电路转换到非导通状态;一时钟装置，用以产生预定频率的时钟脉冲;它还包括：连接到时钟装置的脉冲计算装置，用以接收时钟脉冲和加到开关电路的触发装置提供以时间间隔的控制脉冲群;以及连接到脉冲计算装置的脉冲整形装置，用以向脉冲计算装置提供控制信号，以根据时钟脉冲频率和一所需时间模式来引导控制脉冲的形成，该脉冲整形装置也连接到开关电路的禁止装置，用以按照预定方式禁止选定的一个个电源开关电路。
本发明还为设定要求的短脉冲波形提供了可能。另外，本发明更大优点是，通过分配每次放电所需的能量，使腐蚀率或腐蚀能力得到提高并在紧接着的全部放电中大大提高切割速度。另外，在电极上的力的作用也得到了改善，所以可更为有效地进行过程控制。此外，虽腐蚀能力高，因而切割率也高，还可以使加工工件保持极为一致的表面质量，也可以很容易地控制腐蚀过程。
下文中，将针对非限定的具体设备并参照附图对本发明作更为详尽的阐述，其中：
图1、按举例的方式阐述的脉冲发生器的方框图示。
图2a至七为根据图1的脉冲发生器上的脉冲序列的示意性时间波形图。
图3、另一个和图2c的脉冲序列相似的脉冲序列。
图4、某优选具体装置的波形图。
优选的具体装置的详细说明
根据图1，工作间隙103是借助于线电极102在工件101上切出的。线电极102是在下线电极导向架104a和上线电极导向架104b之间导向的。切割曲线的图形是用XY坐标仪的指示形控制的，或用其它方法控制，但最好是用NC控制。
脉冲发生器的正极+与工件101的一个连接点105连接，而在上、下线电极导向架104a、104b邻近的地方，负极-被引到线电极上。
脉冲发生器包括基本电流源1、电压源2和脉冲变压器11，控制信号3接于变压器的初级端11a，而变压器的次级端11b、11c则与电子开关连接，例如开关晶体管12或15，以及二极管13。脉冲发生器利用-限流电阻14连接于线状电极102。
由电压源2提供-明确确定的直流电压（例如5V）施加于开关晶体管12的基极-发射极结则开关晶体管12的基极-发射极结被关闭。如果用现有的包括-脉冲序列的控制信号3驱动脉冲变压器11的初级端11a，在脉冲变压器11的两个次级绕组11b和11c中便会产生相应的次级控制电压。由于次级绕组11b上的控制电压，开关晶体管12被打开，而在第二个次级绕组11c上产生的控制电压引发一次跨接二极管13的开关晶体管12的快速导通。
脉冲变压器11这样定尺度和连接，可以使它在这些过程中总是在不饱和范围内运行。因此，在关断控制信号3时，通过电压源2的作用开关晶体管12可很快地回到不导通状态。第二个开关晶体管15用于使脉冲变压器11的两个次级端11b和11c短路，以阻止开关晶体管12再做任何开关动作。
在实际设备中，好几个这种电源开关电路（例如a到n个）是并联的并全部按下文所述的形式用相应的控制信号3控制，这种电源开关电路包括脉冲变压器11、被控开关。（在这种情况下是开关晶体管12和15）、基本电流源1、电压源2和二极管13。
为了控制上述电源开关电路，高频时钟脉冲发生器20把一个具有例如5MHz脉冲重复频率的脉冲式基本时钟周期，通过一时钟线路f0加到一个脉冲计算装置21上。例如，该脉冲序列如图2a所示。脉冲计算装置21可以基本上构成-计数电路，在控制信号线路f1和f2上的控制信号的影响下，可用一个明确确定的时钟脉冲数，就如图2b所示那样，作为以后的脉冲整形，特别是按照时间图的基础。据此，在控制信号线f1上的控制信号确定的开关（ON-OFF）周期T，开（ON）中，按图2a的基本频率到达时钟线路F0的脉冲，可以按时间图作进一步整形。随后是间隔T，关（OFF），它的持续时间是线路f2上的控制信号决定的。在一个周期T，开（ON）结束时，脉冲计算装置21向脉冲波形存储器24（例如电可编程序只读存储器）发出一个同步控制信号SO。这个同步信号使存储器停止并触发一个专门存储的时间脉冲整形程序转换，以形成时间模。
脉冲波形存储器24中存储了一定数量的这种程序。该程序是借助于选择控制信号m选定的。该信号由连接于装置的控制或伺服系统（未示出）发出的。脉冲计算装置21按所选定的脉冲波形用控制线S1和S2连接。图2c显示出这种脉冲整形时间模的一个例子。在目前的情况下，S1＝3的定时间隔用于形成单个脉冲，S2＝1的定时间隔用于形成脉冲间隔。所得到的时间成形脉冲信号通过脉冲计算装置21的输出线22接到放大装置23上。
对根据波幅作进一步的脉冲整形来说，脉冲组波幅构形用的各种模存储在脉冲波形存储器24中。更好的办法是，使这些波幅模与脉冲波形存储器24中的时间模结合，这样它们就能用相同的控制信号m进行转换了。这就是说在重新设定之后，由于控制信号So的作用，脉冲波形存储器24可为输出线25上的电流波幅提供一个波幅图，波幅图是作为线路S1和S2上的时间脉冲整形信号的函数出现的。这个波幅图在放大器26中被放大并被送到并联定位的电源开关电路的第二个电子开关15。这许多电源开关电路（a…n）被控制，因此得出的脉冲电流的总和与就其波幅所要求的波幅模是一致的。图2d是这种电流波幅模的一个例子，其中第二个脉冲是第一个脉冲波幅的二倍，第三个脉冲是第一个脉冲波幅的四倍。
另外，参与脉冲整形的并联电源开关电路的选择最好是能通过借助于线路25的相应控制进行，使得在排列方面来说，开（ON）相位能够尽量在全部现有电源开关电路上均匀分配。这就会使所用的各电源开关电路有一致的热负荷。因此，这种电路数量的选择最好是按大于产生脉冲所需的最大数量的方式来定。
与图2c的例子不同，如图3所示，属于脉冲序列的各个脉冲也可以有不同的宽度。属于一序列的各个脉冲之间的间隔也可以不一样。总而言之只要它对要求的切割特性有好处，各脉冲组之间的间隔
T，关（OFF）是可以作为要求应用的函数改变的。
图4a示出了一个电压波形图，图4b示出了一次放电的电流波形图，根据图1，在每种情况下工作间隙103上均包括四个不同的脉冲。根据所示的例子（用于切割钢），电流脉冲序列包括大致呈三角形的，波幅上升的单个脉冲，它们之间的间隔大致相同。根据图2a，电压梯度表示几个叠加的电压曲线，即有关几个连续的放电过程的。对第一个脉冲，存在某一种无负荷频率，在第二和第三个脉冲时它不再出现。这就表明，不是所有连续放电的主脉冲都一定会触发点火。实际上，在以后的各个脉冲中不会再出现无负荷信号，所以放电的效能显然是很大的。所有放电均发生在一个放电通道中。因此，新电离起动不需要高的点火电压。
实际试验已证明，这种脉冲序列会明显提高腐蚀速度。这可以用下述事实来阐明，即使第一个起始脉冲不会触发放电，也可以因为从其释放出来的电磁力的作用，把线电极置于工作间隙正中的一个良好位置上。因此可以特别有效地形成以后的放电。一次放电的各次脉冲触发一次局部的，极为集中的腐蚀，但是，由于它的电流强度提高也会使推斥力增大，而这个力反作用于线电极的惯性力。在脉冲间隔中（电流不必降到零），上述推斥力暂时减小，所以可更精确地引导线电极。另外，在脉冲间隔中，电流的减小能降低放电通路中的压力，这有助于蚀除材料的排除。后序的脉冲就能触击干净的材料表面，就通电条件而论它是均匀的。最后，由于改善了各种条件和加大了电流强度，因而能实现完全令人满意的腐蚀，即便在较大的表面距离上亦是如此。
Claims (8)
1、一种在电火花腐蚀加工机的工具电极和工件之间形成的工件缝隙中产生火花放电以电火花腐蚀加工工件的方法，它包括产生以基频出现的时钟脉脉冲串的步骤，其特征在于它还包括下列步骤：存储各组表征为加工脉冲的所需波形和发生率的存储脉冲组，供各工加工条件下使用；考虑实际加工条件从存储脉冲组选择所说组中之一组；根据存储脉冲组中所说选择组，将脉冲串形成为以时间间隔的控制脉冲群(或组)；将所说控制脉冲加到电源开关电路；以及由于存储脉冲组中的所说选择组，使选出的各个电源开关电路工作，以产生加到工作间隙的电流幅度。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于其中形成控制脉冲的步骤包括形成有预定脉冲宽度的控制脉冲，且由于时钟脉冲频率而有预定的脉冲间隔。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于，可使其中的多个电源开关电路工作，以在整个时间上以基本均匀的方式进行开关。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于可使该电源开关电路根据存储脉冲组中所说被选定组而工作，以将加到缝隙的电源脉冲的波形整形。
5、一种在电火花腐蚀机的工具电极和工件之间形成的工作缝隙中产生火花放电以电火花腐蚀加工工件的设备，它包括：一脉冲发生器，该脉冲发生器包括多个并联安装在由工具电极和导电工件之间所限定的工作缝隙上，各开关电路具有一导通状态和一非导通状态，在开关电路处于导电状态时将来自电源的电能加到工作缝隙，该脉冲发生器还包含一接收控制脉冲的装置以使该开关电路转换到导通状态，以及包含可选择地工作的禁止装置，以迫使该开关电路转换到非导通状态;一时钟装置，用以产生预定频率的时钟脉冲;其特征在于它还包括：连接到时钟装置的脉冲计算装置，用以接收时钟脉冲和加到开关电路的触发装置提供以时间间隔的控制脉冲群;以及连接到脉冲计算装置的脉冲整形装置，用以向脉冲计算装置提供控制信号，以根据时钟脉冲频率和一所需时间模式来引导控制脉冲的形成，该脉冲整形装置也连接到开关电路的禁止装置，用以按照预定方式禁止选定的一个个电源开关电路。
6、根据权利要求5的设备，其特征在于其中的脉冲整形装置适用于各种选定的禁止开关电路，以使开关电路的操作在整个时间上对所有开关电路均匀分配。
7、根据权利要求5的设备，其特征在于，每一电源开关电路都包括;一个具有一导通状态和非导通状态的第一开关晶体管;触发装置是一个具有一个初线绕组和二个绕组极性相同且相串联的次级绕组的脉冲变压器，初级绕组连接到脉冲计算装置以接收控制脉冲，第一开关晶体管的集电极连接到次级绕组的上侧，其发射极连接到次级绕组的下侧，其基极则连接到次级绕组的中心抽头;以及该禁止装置包括一个与脉冲变压器的次级并联的第二开关晶体管，后者可在导通状态工作以在次级绕组的两端提供短路。
8、根据权利要求7的设备，其特征在于，每一电源开关电路还包括一个工作上跨接在第一开关晶体管的基一射结的电压源，当没有控制脉冲加到脉冲变压器时，此电压源使第一开关晶体管处于非导通状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 85104690 CN1017691B (zh) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 工件的电腐蚀加工方法和设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 85104690 CN1017691B (zh) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 工件的电腐蚀加工方法和设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN85104690A CN85104690A (zh) | 1986-12-24 |
| CN1017691B true CN1017691B (zh) | 1992-08-05 |
Family
ID=4793997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 85104690 Expired CN1017691B (zh) | 1985-06-19 | 1985-06-19 | 工件的电腐蚀加工方法和设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1017691B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101528400B (zh) * | 2006-10-24 | 2012-12-05 | 三菱电机株式会社 | 线电极放电加工装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10196307T1 (de) | 2001-01-23 | 2003-08-21 | Mitsubishi Electric Corp | Energieversorgungseinheit für elektrische Drahtentladungsbearbeitung und Verfahren elektrischer Drahtentladungsbearbeitung |
| CN104708131B (zh) * | 2013-12-13 | 2018-06-29 | 通用电气公司 | 加工装置和加工方法 |
| JP6325392B2 (ja) * | 2014-08-12 | 2018-05-16 | ファナック株式会社 | 短絡状態から加工開始可能なワイヤ放電加工機 |
-
1985
- 1985-06-19 CN CN 85104690 patent/CN1017691B/zh not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101528400B (zh) * | 2006-10-24 | 2012-12-05 | 三菱电机株式会社 | 线电极放电加工装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN85104690A (zh) | 1986-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3655937A (en) | Arrangement of at least two non-storage pulse generators for electro-erosion machining | |
| DE68905432T2 (de) | Kombiniertes bohren mittels elektroentladungsbearbeitung und ultraschall. | |
| DE112005001274T5 (de) | Steuervorrichtung und Steuerverfahren für das Roboterschweißen | |
| DE2954545C2 (zh) | ||
| DE3141044A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur elektroerosiven bearbeitung eines dreidimensionalen hohlraumes | |
| EP0268109A2 (de) | Impulsgenerator zur funkenerosiven Metallbearbeitung | |
| EP0920943B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum funkenerosiven Feinarbeiten | |
| CN1065796C (zh) | 放电加工机用电源系统 | |
| CN1072085C (zh) | 放电加工机床用电源系统 | |
| CN1017691B (zh) | 工件的电腐蚀加工方法和设备 | |
| DE3005073C2 (zh) | ||
| KR960007489B1 (ko) | 터릿 펀치 프레스에 의한 측면 절단 가공 방법 | |
| US4655888A (en) | Method and apparatus for the electroerosive working of workpieces | |
| US3264517A (en) | Generator for electro-erosion metal working | |
| CN1141606A (zh) | 放电加工机用电源系统及放电加工方法 | |
| EP0422095A1 (en) | Method and apparatus for generating multiple sparks for an electrical discharge wire cutting machine | |
| US3509305A (en) | Random gap pulsing system for edm | |
| CN104057179A (zh) | 电弧焊接用电源装置及电弧焊接用电源装置的控制方法 | |
| EP0160995B1 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Erodierimpulsen an einer Funkenerosionsanlage | |
| JPH02237720A (ja) | 放電加工を利用する工作機械における電極の摩耗を減少する方法 | |
| DE3024377C2 (zh) | ||
| CN1059372C (zh) | 放电加工装置及方法 | |
| US4502307A (en) | Wire bending machine | |
| US3439146A (en) | Protective system for electro-erosion metalworking | |
| DE2362080A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur maschinellen bearbeitung von werkstuecken mittels elektrischer entladungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C13 | Decision | ||
| GR02 | Examined patent application | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |