放电加工装置及采用该装置的放电加工方法制造方法及图纸

一种将电压施加到由一电极和一工件之间形成的加工间隙、从而对工件进行加工的加工放电装置，加工放电装置包括一用来提供加工电流的直流电源和一与直流电源串联相连、用来限制加工电流的限流器。一开关装置与直流电源和限流器串联相连，向加工间隙提供一电压、形成直流脉冲。由电感和电容组成的串联电路与加工间隙并联相连。串联电路或者用来抑制跟随在电容器放电电流分量后面的直流脉冲电流分量的中断、从而防止出现脉冲断裂现象，或者用来抑制跟随在电容器放电电流分量后面的直流脉冲电流分量（尤其是脉冲）的持续时间。视加工是否要求为镜面质量而定，串联电路的电压、电感值可以在指定范围内选定。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于工件加工，特别是镜面加工的放电加工装置。附图说明图13是现有技术中的放电加工装置。图中，电极和工件之间形成一加工间隙1(machininggap)。直流电源2的电压值约为80至100V。图中，3为限流电阻，开关装置4供给电压及截断输出电流，驱动电路5用来驱动开关装置4，6为加工间隙处电极和工件之间形成的电容。加工期间，电压被加到由电极和工件形成的加工间隙1，对工件进行加工。开关装置4首先由驱动电路5开通，将电压加到加工间隙1。所施加的电压引起加工间隙1处的放电。放电由一放电检测电路(图中未画)进行检测，并且在经历一给定的电流脉冲时间(脉冲宽波)以后，开关装置4关断，以便提供给定脉宽的电流脉冲。随后，在给定的关闭时间以后，开关装置4接通，重新供给电压。重复上述运行，对工件进行加工。应该理解的是，在这种加工过程中，加工能力以及被加工表面的粗糙度将取决于提供给加工间隙1的电流脉冲的电流值。换言之，当电源脉冲的电源值上升时，加工速度增加，但加工面粗糙度恶化。同时，当电流脉冲的电流值下降时，加工表面的粗糙度改善，但加工速度降低。即，电流脉冲的电流值变化给出所要求的加工特性。提供给加工间隙1的脉冲电流值是由直流电源2和限流电阻3的值来确定的，通常用对限流电阻3进行切换来控制。加工要求加工表面质量良好，限流电阻3常选较大值。在这种情况下，加工间隙1中电极和工件之间面积的变化将导致电流脉冲波形的较大变化。即，当加工间隙1的面积增加时，加工间隙中形成-电容。电容的增加不仅如图14(a)所示在直流电弧分量30之前使电容器放电分量31增加，而且如图14(b)所示，产生的电流波形使得在电容器放电分量31以及直流电弧分量30不存在以后电弧被截止。当发生这种直流电弧截止(通常称为脉冲断裂现象(pulsecrackphenomenon))时，工件由脉宽极短的电容器放电分量31进行加工，加工速率减小，电极显著损耗。同时，有一种趋势是，电极损耗使电极表面变得粗糙，加工表面粗糙度变大。当电容器(电容值)更大，且限流电阻值更大时，可能发生直流电弧截止，即，脉冲断裂现象。更具体地说，当直流电源2的电压值是80V，限流电阻3的电阻值是10Ω或更大(即电流值是8A或更低)以及加工间隙中形成的电容是1000pF或更大时，脉冲断裂可能发生，加工特性趋于显著变坏。特别是当电流值是5A或更低时，这种趋势很重要。同时，作为一种克服损耗以及提高加工速度的方法，日本专利公开号为SHO50-78993的专利文献披露，一种由不超过20μH的电感以及不超过2μF的电容构成的串联电路去与一加工间隙相并联。这份专利文献指出，因为加工速率特别在加工电流为20A以及电感为20μH或更高的情况下减小，所以最理想的电感值是15μH或更低。正如上述专利文献中所指出的那样，在电流较高(不低于20A)的加工条件下，很自然，脉冲断裂现象不大可能发生。所以，如上所述，电感值为20μH或更高将导致加工特性的恶化。然而，本专利技术人的研究表明，当电流值较低，即不超过8A(加工电流值)、且电感值为20μH或更低时，脉冲断裂现象发生，且电极损耗增加，加工速度减小。结果，电感的增加使加工特性得到改善。在上述现有技术的放电加工装置中，如果加工电流较低，电极和工件之间的相对面积增加，则直流电弧中止处经常发生脉冲断裂。结果，加工速率下降，电极损耗增大，加工表面粗糙度增大。同时，如果一个由电感不超过20μH的电感和一个电容组成的串联电路，像日本公开号为SHO50-78993的专利文献所公开的那样与一加工间隙并联相连，则在脉冲电流值为8A或更低的加工条件下，脉冲断裂现象特别容易发生在电极面积较大的加工过程中。结果，电极损耗增大，加工速度减低。需要指出的是现有技术的另一例，即日本专利公开号为SHO50-103791所公开的一种结构，在这种结构中，将一具有电抗的电路串联或并联与加工间隙相连，加工时，使电路与所要求的放电电流中的交流分量的基波或谐波发生谐振，从而使加工表面的粗糙度得到改善。然而，因为此例中使用的电容器电容约为100pF，所以脉冲宽度减小到极其小的值，电极损耗显著增加。相应地，本专利技术的一个目的在于，在电极面积较大的情况下，用一种能够在加工中抑制脉冲断裂的放电加工装置来解决现有技术中的这些问题，从而减少电极损耗，提高加工速度和加工表面质量。本专利技术的另一个目的在于提供一种能够稳定地、特别是在镜面加工中提供具有低峰值和窄脉宽的放电加工装置，从而在一大面积范围内改善表面粗糙度。本专利技术的第三个目的在于提供一种与电极面积及加工条件变化相应的、始终确保最佳加工状态的放电加工装置。本专利技术涉及的放电加工装置包含一提供加工电流的直流电源，一与直流电源串联相连、将加工电流限制在加工电流8A或更低的限流器，与直流电源和限流器串联相连的开关装置，以及一由电感(50至500μH)和电容(0.02至2μH)组成的串联电路，所述电容与一加工间隙串联相连，用以抑制在电容器放电电流分量后出现的直流脉冲电流分量的中断。除此之外，本专利技术的放电加工装置包含一提供加工电流的直流电源，一与直流电源串联相连、用来把加工电流限制在镜面加工电流(2A或更低)的限流器，一与直流电源和限流器串联相连的开关装置，以及一由电感(20至50μH)和电容(0.001至0.02μH)组成的串联电路，所述电容与一加工间隙并联相连，用来抑制跟在电容器放电电流分量后的直流脉冲电流分量的持续时间。除此之外，本专利技术的放电加工装置包含一恒定电流供给装置，所述恒定电流供给装置包括一直流电源、一电抗器、一二极管以及一提供加工电流(8A或更低)的第一开关装置，放电装置还包含一含有第二开关装置的输出通断装置，以及一由电感(50至500μH)和电容(0.02至2μH)组成的串联电路，所述电容与加工间隙并联相连，用来抑制跟在电容器放电电流分量后的直流脉冲电流分量的中断。除此之外，本专利技术的放电加工装置包含一恒定电流供给装置，所述恒定电流供给装置包括一直流电源、一电抗器、一二极管以及一提供镜面加工电流(2A或更低)的另一开关装置，放电加工装置还包含一含有第二开关装置的输出电流通断装置，以及一由电感(20至50μH)和电容(0.001至0.02μF)组成的串联电路，所述电容与加工间隙并联相连，用来抑制电容器放电电流成分后的持续直流脉冲电流成份。另外，本专利技术的放电加工装置指任一种这样的放电加工装置其中，多个电感-电容串联电路与加工间隙并联相连，开关装置在多个串联电路之间进行切换。图1是本专利技术第一种较佳实施例的结构。图2是本专利技术第一种较佳实施例的电流波形。图3描绘的是本专利技术第一种较佳实施例中加工速率对加工面积的变化关系以及负荷耗散比对加工面积的变化关系。图4描绘的是本专利技术第一和第三种较佳实施例中，电感或电容对脉冲断裂发生几率的变化关系。图5描绘的是本专利技术第二种较佳实施例的结构。图6(a)和图6(b)描绘的是本专利技术第二种较佳实施例中的电流波形。图7描绘的是本专利技术第二和第四种较佳实施例中电感/电容对表面粗糙度的变化关系。图8描绘的是本专利技术第三种较佳实施例的结构。图9(a)和图9(b)描绘的是本专利技术第三种较佳实施例中的电流波形。图10描绘的是本专利技术第四种较佳实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种把电压施加到一电极和一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装置，其特征在于，它包含： 一提供加工电流的直流电源； 一把加工电流限制在某个最终成品加工电流、且与所述直流电源串联相连的限流器； 一与所述直流电源和限流器串联相连、并且向所述加工间隙提供电压、从而形成具有某个脉冲宽度的直流脉冲的开关装置；以及 一由电感和电容组成的串联电路，所述串联电路与所述加工间隙并联相连，用来抑制跟随在电容器放电电流分量后面的直流脉冲电流分量的中断。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：真柄卓司，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]