放电加工机用电源系统及放电加工方法技术方案

电源电路８包括直流电源８Ａ、开关元件８Ｂ、及二极管８Ｃ。变压器１２包括环形磁心１３Ａ、一次绕组１３Ｂ、及二次绕组１３Ｃ。根据由脉冲发生装置５供给的信号脉冲，使开关元件８Ｂ通、断，将直流的电流脉冲供给变压器１２的一次侧。连接在电源电路８与变压器１２之间的反向装置１５包含开关１５１、１５２、１５３及１５４，由继电电路的信号进行控制，当开关１５１和１５２闭合时、开关１５３和１５４断开。在变压器１２的二次侧感应的交流电压脉冲的前半波，按工件３的方向供给在金属丝１与工件３之间形成的加工间隙。接着，其后半波按金属丝１的方向供给加工间隙。这时，该交流脉冲的电压波形以工件３相对于金属丝１的电位为准偏向正侧。因此，在工件３的表面上不会产生不希望有的金属丝１的覆盖层。如开关１５１和１５２断开时、开关１５３和１５４闭合，则在变压器１２的二次侧感应的交流电压脉冲，偏向负侧。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将交流脉冲供给在工具电极与工件之间形成的加工间隙，从而对工件进行加工的放电加工机(EDM)的电源系统。尤其是涉及将来自直流电源的直流脉冲变换为交流脉冲并将该交流脉冲供给加工间隙，产生放电，从而对工件进行加工的放电加工机中的最佳电源系统。此外，还涉及当用这种电源系统对工件进行加工时，能防止在工件表面上产生不希望有的电极材料覆盖层的放电加工方法。放电加工机分成由支承工件的构件和使工具电极与工件作相对移动的机械构件构成的机械装置及不得不配置在离该机械装置有足够距离、用于生成功率脉冲的电源装置。电源装置一般都既具有生成功率脉冲的电路，又具有控制该功率脉冲的能量大小和接通时间及关断时间、极性的控制装置，以及控制工具电极与工件的相对移动的控制装置。在该电源装置与装有工件及工具电极的机械装置之间要用适当的导体连接。在机械装置中用于构成放电电路所用的构件，例如，包括导线及连接该导线和电极在内的导电构件等，都作为电源装置看待。在这类放电加工机中，已知有一种将交流电压供给加工间隙、并供给工件的电源系统。在利用交流功率脉冲加工工件的放电加工装置中，特别是在采用水系加工液进行加工的过程，能使加工间隙的平均电压大约为0V，可以防止加工面产生腐蚀的电解现象。在供给交流电压的电源系统中，有一类将高频直流脉冲变换为交流脉冲、并将高频交流脉冲供给加工间隙的电源系统。具体地说，例如，至少备有直流电源和开关元件，并根据来自脉冲发生装置的规定信号脉冲使开关元件接通或关断，按规定的接通时间和关断时间产生连续的高频直流脉冲。然后，用变压器将高频直流脉冲变换为交流脉冲，并将高频交流脉冲供给加工间隙。在这种型式的装置中，每1周期供给数μS(微秒)的交流功率脉冲，尽管每1单个脉冲的能量比较小，却能使每单位时间的能量足够大。这样一来，就能使加工速度加快但不会损害所要求的加工表面粗糙度。此外，在以金属丝作为工具电极对工件进行切断加工的放电加工机中，纵然每1次的能量小，但是却可以加大对放电的金属丝电极的压力，借以减小金属丝电极的振动振幅。从而能加工出形状精度更好且加工表面粗糙度更低的工件。可是，供给交流脉冲加工工件的放电加工装置尽管具有上述优点，但根据电极和工件的材料，还存在着电极材料经常粘附在工件上并覆盖工件表面的问题。特别是当工件材质为含钴的碳化钨(WC-Co)或铜(Cu)、电极材质为铜(Cu)或黄铜(Cu-Zn)时，这种覆盖层尤为显著。为了将工件制成成品，还必须对表面进行研磨加工，除去这层覆盖层。而当覆盖在工件表面上的电极材料层较厚时，有时会达不到预期的加工表面粗糙度。迄今为止，在将直流脉冲变换为交流脉冲并将该交流脉冲供给加工间隙的这类电源系统中，供给加工间隙的交流电压脉冲的波形都被看作是大致的正弦波。然而，对该波形精心研究后的结果发现，该交流电压的波形是工件相对于电极的电位偏向负侧的波形。以下，为便于说明起见，设工件为正、电极为负时的电压为正，反之，电压为负。另外，即使供给电压脉冲为所谓的正弦波，也经常有产生不希望的覆盖层的倾向。因此，在这种型式的放电加工装置中，即使将开关元件通断的定时调整在与电源电路的常数一致的频率、并对交流脉冲的电压波形进行整形、使交流脉冲的波形成为正弦波，仍难于解决产生这种不希望的覆盖层的问题。不过，在该型式的装置中，即使进行如上所述的调制，也难以使其达到要求。因此，已经判明，当供给波形偏向正侧的交流电压脉冲时，在重复加工多个工件的过程中，这种不希望的覆盖层几乎不会发生。另一方面，当工件的材质例如是钢(Fe)时，这种覆盖层的产生并不显著。然而，如果试着供给波形偏向正侧的交流电压脉冲对该工件进行加工时，反而会增大加工表面的粗糙度。鉴于以上情况，本专利技术的目的是提供一种放电加工机的电源系统及放电加工方法，用于向加工间隙供给交流脉冲，它特别适用于型式为将直流脉冲变换为交流脉冲、并将该交流脉冲供给加工间隙的装置，并能防止可能粘附在工件表面上的不希望有的电极材料覆盖层。另外，本专利技术还提供一种放电加工机的电源系统，可以根据包括工件材质不同在内的加工条件，使供给加工间隙的高频交流脉冲的波形有选择地偏向正侧或负侧，对工件进行加工。本专利技术的其他目的将在以下的说明中分别加以阐述，如是本专业的人员，通过对专利技术的实施，将能一一理解。为达到上述目的，本专利技术的电源系统是通过将功率脉冲供给在工具电极与工件之间形成的加工间隙，并利用放电，对工件进行加工的放电加工装置电源系统，它包括具有直流电源及至少1个开关元件的串联电路；供给具有使上述开关元件按规定接通时间和关断时间通断的规定选通脉冲的脉冲发生装置；设置在上述加工间隙与上述串联电路之间、用于将上述串联电路的直流脉冲变换为交流脉冲的变换装置；设置在上述加工间隙与上述串联电路之间、用于使向上述加工间隙供给交流脉冲的供给方向反转的反向装置。上述变换装置最好是包括环形磁心、缠绕在该环形磁心上、并与上述串联电路连接的、至少1个一次绕组、及缠绕在该环形磁心上、并与上述加工间隙连接的至少1个二次绕组。更为理想的是，上述反向装置包括对上述直流电源与上述加工间隙之间的连接进行切换的多个开关，此外，这些开关最好是继电器开关。另外，本专利技术的电源系统是通过将功率脉冲供给在工具电极与工件之间形成的加工间隙、并利用放电，对工件进行加工的放电加工装置电源系统，它包括具有直流电源及至少1个开关元件的串联电路；供给具有使上述开关元件按规定接通时间和关断时间通断的规定选通脉冲的脉冲发生装置；设置在上述加工间隙与上述串联电路之间、用于将上述串联电路的直流脉冲变换为交流脉冲的变换装置；及偏置电源装置，该偏置电源装置具有与上述变换装置和上述加工间隙之间的电路通路上连接的2个端子相连接的直流偏置电源，以及分别设置在上述直流偏置电源的两端、并与上述2个端子之间的开关、和设置在上述电路通路上的2个端子之间的开关。本专利技术的放电加工方法是通过将功率脉冲供给在工具电极与工件之间形成的加工间隙，并利用放电对工件进行加工的放电加工方法，它包括对至少1个开关元件进行通断控制，以产生按规定接通时间和关断时间通断的直流脉冲的步骤；将上述直流脉冲变换为交流脉冲的步骤；根据工件相对于工具电极的电位为基准，为了使其平均电压偏向正侧或负侧，将上述交流脉冲偏向另一侧的步骤；以及将偏向另一侧后的交流脉冲供给加工间隙，对工件进行加工的步骤。此外，本专利技术的放电加工方法是通过将功率脉冲供给在工具电极与工件之间形成的加工间隙，并利用放电，对工件进行加工的放电加工方法，其特征在于对至少1个开关元件进行通断控制，以产生按规定接通时间和关断时间通断的直流脉冲，将该直流脉冲变换为交流脉冲，同时对上述交流脉冲进行偏置，以工件相对于工具电极的电位为基准，使其平均电压偏向负侧，并将上述偏向负侧后的交流脉冲供给加工间隙，对工件进行加工，防止在工件表面上产生不希望有的电极材料覆盖层。附图说明图1是本专利技术一实施例的金属丝切割放电加工机用电源系统的说明图。图2是本专利技术另一实施例的金属丝切割放电加工机用电源系统的说明图。图3是本专利技术又一实施例的金属丝切割放电加工机用电源系统的说明图。图4是本专利技术的电流和电压的波形图，其中，图4A示出来自脉冲发生装置的信号脉冲、图4B示出供给变压器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电加工装置的电源系统，通过将功率脉冲供给在工具电极与工件之间形成的加工间隙、并利用放电对工件进行加工，该电源系统的特征在于，它包括：具有直流电源及至少１个开关元件的串联电路；供给具有使上述开关元件按规定接通时间和关断时间进行通断的规定选通脉冲的脉冲发生装置；设置在上述加工间隙与上述串联电路之间、用于将上述串联电路的直流脉冲变换为交流脉冲的变换装置；设置在上述加工间隙与上述串联电路之间、用于使供给上述加工间隙的交流脉冲的供给方向反转的反向装置。２．根据权利要求１所述的电源系统，其特征在于：上述变换装置包括环形磁心、缠绕在上述环形磁心上并与上述串联电路连接的至少１个一次绕组、及缠绕在上述环形磁心上并与上述加工间隙连接的至少１个二次绕组。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金子雄二，丰永龟生，
申请(专利权)人：沙迪克株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]