气体介质中的微细电火花沉积加工脉冲电源制造技术

气体介质中的微细电火花沉积加工脉冲电源，它涉及一种脉冲电源，它为了克服材料不能够充分熔融而造成加工不稳定的问题。它的第一直流电源的正极连接第一开关电路和第二开关电路的输入端，第二直流电源的正极连接第三开关电路的输入端，第三开关电路、第一开关电路和第二开关电路的输出端连接电火花加工平台的工具电极的输入端和控制电路的一个输入端，第一直流电源的负极和第二直流电源的负极连接电火花加工平台的工作台和控制电路的另一个输入端，控制电路的输出端分别连接第一开关电路的控制端、第二开关电路的控制端和第三开关电路的控制端。它降低沉积表面的裂纹、孔洞等缺陷，提高材料的表面质量，获得均匀致密的沉积结构，提高沉积加工的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脉冲电源，主要涉及一种微细电火花沉积加工的脉冲电源。
技术介绍
气体介质中微细电火花沉积加工是近几年兴起的一门技术，采用铜、钢、钨等金属材料作为工具电极，使用普通电火花加工机床，在气体介质中通过放电将工具电极材料沉积到工件上，配合相应的控制策略，从而实现微细结构的制作，这是对传统电火花加工方法的一大突破。不过由于传统的电火花加工机床多采用晶体管脉冲电源，电火花加工的时候脉冲宽度和脉冲间隔阶段依次循环，放电过程具有一定的骤冷骤热，另外由于气体介质中微细电火花沉积加工的特点决定了工具电极在加工的时候损耗量比较大，这样一次脉冲放电时脱落的工具电极材料经常来不及充分熔融下一次脉冲放电就又开始，周而复始就会在工件表面堆积大量的来不及熔融的工具电极材料，造成放电加工不稳定，经常出现短路、拉弧的现象，降低了沉积加工效率。而且由于沉积到工件表面的工具电极材料不能够充分进行熔融，无法形成致密的沉积物，易产生孔洞、缝隙，在工件沉积层表面易存在残余应力、裂纹渗入等缺陷。
技术实现思路
为了克服现有的普通电火花加工机床电源使沉积到工件表面的工具电极材料不能够充分进行熔融而造成放电加工不稳定，出现短路、拉弧的现象，降低了沉积加工效率的问题，以及无法形成致密的沉积物，易产生孔洞、缝隙，在工件沉积层表面易存在残余应力、裂纹渗入等缺陷，而提出一种气体介质中的微细电火花沉积加工脉冲电源。本专利技术包括控制电路1、电火花加工平台2、第一直流电源3、第二直流电源4、第一开关电路5-1、第二开关电路5-2和第三开关电路5-3；第一直流电源3的正极连接第一开关电路5-1的输入端和第二开关电路5-2的输入端，第二直流电源4的正极连接第三开关电路5-3的输入端，第三开关电路5-3的输出端、第一开关电路5-1的输出端和第二开关电路5-2的输出端连接电火花加工平台2的工具电极2-1的输入端和控制电路1的一个输入端M，第一直流电源3的负极和第二直流电源4的负极连接电火花加工平台2的工作台2-2和控制电路1的另一个输入端M2，控制电路1的输出端分别连接第一开关电路5-1的六个控制端、第二开关电路5-2的一个控制端和第三开关电路5-3的一个控制端。本专利技术的有益效果是，可以在利用该电源完成微细电火花沉积加工的同时，显著降低沉积表面的显微裂纹、孔洞等缺陷，提高沉积材料的表面质量，获得均匀致密的沉积结构，另外提高沉积加工的效率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是控制电路1的结构示意图；图3是本专利技术电路的结构示意图；图4是本专利技术电源电流波形与传统电加工电源电流波形比较示意图；图5是本专利技术的控制电路1信号时序图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1说明本实施方式，本实施方式由控制电路1、电火花加工平台2、第一直流电源3、第二直流电源4、第一开关电路5-1、第二开关电路5-2和第三开关电路5-3组成；第一直流电源3的正极连接第一开关电路5-1的输入端和第二开关电路5-2的输入端，第二直流电源4的正极连接第三开关电路5-3的输入端，第三开关电路5-3的输出端、第一开关电路5-1的输出端和第二开关电路5-2的输出端连接电火花加工平台2的工具电极2-1的输入端和控制电路1的一个输入端M，第一直流电源3的负极和第二直流电源4的负极连接电火花加工平台2的工作台2-2和控制电路1的另一个输入端M2，控制电路1的输出端分别连接第一开关电路5-1的六个控制端、第二开关电路5-2的一个控制端和第三开关电路5-3的一个控制端。本专利技术主要分为三个回路部分第二直流电源4、第三开关电路5-3和电火花加工平台2组成的高压脉冲回路，其脉冲电压较高(160V或250V)，平均电流较小，主要起击穿间隙的作用；第一直流电源3、第一开关电路5-1和电火花加工平台2组成的低压脉冲回路，其脉冲电压较低(90V左右)，可输出电流较大，主要起到溅射工具电极材料的作用；第一直流电源3、第二开关电路5-2和电火花加工平台2组成的附加脉冲回路(90V左右)，可输出电流较小，主要起到对脱落的工具电极材料进行熔融的作用。具体实施方式二结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一不同点在于控制电路1由放电电压检测电路1-1、第一光藕隔离电路1-2、串行通信电路1-3、单片机系统1-4和第二光藕隔离电路1-5组成；放电电压检测电路1-1的两个输入端分别是控制电路1的一个输入端M和另一个输入端M2，放电电压检测电路1-1的输出端连接第一光藕隔离电路1-2的输入端，第一光藕隔离电路1-2的输出端连接单片机系统1-4的INT输入端，串行通信电路1-3的输入端和输出端分别连接单片机系统1-4的脚TXD和脚RXD，单片机系统1-4的八个信号输出端分别连接第二光藕隔离电路1-5的八个输入端，第二光藕隔离电路1-5的八个输出端输出八路控制信号分别是高压脉冲控制信号，附加脉冲控制信号和六路低压脉冲控制信号；其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。单片机系统1-4采用美国Microchip公司的PIC16F877单片机系统，PIC16F877单片机系统具有较高的频率、外接电路简洁，采用精简指令技术的指令系统，易于编程等特点，以该系列单片机系统为核心的主振具有较强的通用性。PIC16F877单片机系统是整个电源系统的核心，用来协调控制高压脉冲回路、附加脉冲回路和低压脉冲回路中开关电路的开关，以产生放电沉积所需要的波形。PIC16F877单片机的PORTD口中的RD0至RD5六位引脚分别作为低压脉冲回路中支路的多个开关电路的控制信号，根据放电峰值电流的大小确定各个支路开关电路的开关组合。PIC16F877单片机的PORTB口的RB5、RB4引脚分别作为高压脉冲回路和附加脉冲回路的控制信号。放电电压检测电路1-1检测加工间隙击穿的作用，以加工间隙击穿信号作为中断INT的触发信号。本专利技术通过串行通信方式与上位PC机进行通信，通过PC机向下传递各种加工参数。为了防止外部电压影响单片机系统正常工作，将其与放电电压检测电路1-1、各支路脉冲开关电路进行了光藕隔离。本专利技术的软件体系结构指的是单片机系统软件规划，系统软件为模块化结构，其中包括状态初始化、串行通信、外部中断INT服务程序等几个部分。程序采用的是软件延时，用以实现等电流脉宽控制方式。具体实施方式三结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二不同点在于放电电压检测电路1-1由第二十五电阻R25、第九电容C9、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十五二极管D25、第二十八可调电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30和电压比较器U13A组成；第二十五电阻R25的一端为控制电路1的一个输入端M，第二十五电阻R25的另一端连接第九电容C9的一端和第二十六电阻R26的一端，第九电容C9的另一端连接第二十七电阻R27的一端和控制电路1的另一个输入端M2，第二十六电阻R26的另一端和第二十七电阻R27的另一端连接第二十五二极管D25的阳极和第三十电阻R30的一端，第二十五二极管D25的阴极连接第一模拟电源+15V_M2和第二十八可调电阻R28的一个固定端，第二十八可调电阻R28的另一个固定端连接控制电路1的另一个输入端M2，第二十八可调电阻R28的可调端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
气体介质中的微细电火花沉积加工脉冲电源，其特征在于它由控制电路（１）、电火花加工平台（２）、第一直流电源（３）、第二直流电源（４）、第一开关电路（５－１）、第二开关电路（５－２）和第三开关电路（５－３）组成；第一直流电源（３）的正极连接第一开关电路（５－１）的输入端和第二开关电路（５－２）的输入端，第二直流电源（４）的正极连接第三开关电路（５－３）的输入端，第三开关电路（５－３）的输出端、第一开关电路（５－１）的输出端和第二开关电路（５－２）的输出端连接电火花加工平台（２）的工具电极（２－１）的输入端（Ａ）和控制电路（１）的一个输入端（Ｍ），第一直流电源（３）的负极和第二直流电源（４）的负极连接电火花加工平台（２）的工作台（２－２）和控制电路（１）的另一个输入端（Ｍ２），控制电路（１）的输出端分别连接第一开关电路（５－１）的六个控制端、第二开关电路（５－２）的一个控制端和第三开关电路（５－３）的一个控制端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王振龙，金柏冬，方宇，彭子龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]