專利名稱：放電加工裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于工件加工，特別是鏡面加工的放電加工裝置。


圖13是現(xiàn)有技術中的放電加工裝置。圖中，電極和工件之間形成一加工間隙1(machininggap)。直流電源2的電壓值約為80至100V。圖中，3為限流電阻，開關裝置4供給電壓及截斷輸出電流，驅動電路5用來驅動開關裝置4，6為加工間隙處電極和工件之間形成的電容。
加工期間，電壓被加到由電極和工件形成的加工間隙1，對工件進行加工。開關裝置4首先由驅動電路5開通，將電壓加到加工間隙1。所施加的電壓引起加工間隙1處的放電。放電由一放電檢測電路(圖中未畫)進行檢測，并且在經歷一給定的電流脈沖時間(脈沖寬波)以后，開關裝置4關斷，以便提供給定脈寬的電流脈沖。隨后，在給定的關閉時間以后，開關裝置4接通，重新供給電壓。重復上述運行，對工件進行加工。
應該理解的是，在這種加工過程中，加工能力以及被加工表面的粗糙度將取決于提供給加工間隙1的電流脈沖的電流值。換言之，當電源脈沖的電源值上升時，加工速度增加，但加工面粗糙度惡化。同時，當電流脈沖的電流值下降時，加工表面的粗糙度改善，但加工速度降低。即，電流脈沖的電流值變化給出所要求的加工特性。
提供給加工間隙1的脈沖電流值是由直流電源2和限流電阻3的值來確定的，通常用對限流電阻3進行切換來控制。
加工要求加工表面質量良好，限流電阻3常選較大值。在這種情況下，加工間隙1中電極和工件之間面積的變化將導致電流脈沖波形的較大變化。即，當加工間隙1的面積增加時，加工間隙中形成-電容。電容的增加不僅如圖14(a)所示在直流電弧分量30之前使電容器放電分量31增加，而且如圖14(b)所示，產生的電流波形使得在電容器放電分量31以及直流電弧分量30不存在以后電弧被截止。當發(fā)生這種直流電弧截止(通常稱為脈沖斷裂現(xiàn)象(pulsecrackphenomenon))時，工件由脈寬極短的電容器放電分量31進行加工，加工速率減小，電極顯著損耗。同時，有一種趨勢是，電極損耗使電極表面變得粗糙，加工表面粗糙度變大。
當電容器(電容值)更大，且限流電阻值更大時，可能發(fā)生直流電弧截止，即，脈沖斷裂現(xiàn)象。更具體地說，當直流電源2的電壓值是80V，限流電阻3的電阻值是10Ω或更大(即電流值是8A或更低)以及加工間隙中形成的電容是1000pF或更大時，脈沖斷裂可能發(fā)生，加工特性趨于顯著變壞。特別是當電流值是5A或更低時，這種趨勢很重要。
同時，作為一種克服損耗以及提高加工速度的方法，日本專利公開號為SHO50-78993的專利文獻披露，一種由不超過20μH的電感以及不超過2μF的電容構成的串聯(lián)電路去與一加工間隙相并聯(lián)。這份專利文獻指出，因為加工速率特別在加工電流為20A以及電感為20μH或更高的情況下減小，所以最理想的電感值是15μH或更低。
正如上述專利文獻中所指出的那樣，在電流較高(不低于20A)的加工條件下，很自然，脈沖斷裂現(xiàn)象不大可能發(fā)生。所以，如上所述，電感值為20μH或更高將導致加工特性的惡化。然而，本發(fā)明人的研究表明，當電流值較低，即不超過8A(加工電流值)、且電感值為20μH或更低時，脈沖斷裂現(xiàn)象發(fā)生，且電極損耗增加，加工速度減小。結果，電感的增加使加工特性得到改善。
在上述現(xiàn)有技術的放電加工裝置中，如果加工電流較低，電極和工件之間的相對面積增加，則直流電弧中止處經常發(fā)生脈沖斷裂。結果，加工速率下降，電極損耗增大，加工表面粗糙度增大。
同時，如果一個由電感不超過20μH的電感和一個電容組成的串聯(lián)電路，像日本公開號為SHO50-78993的專利文獻所公開的那樣與一加工間隙并聯(lián)相連，則在脈沖電流值為8A或更低的加工條件下，脈沖斷裂現(xiàn)象特別容易發(fā)生在電極面積較大的加工過程中。結果，電極損耗增大，加工速度減低。
需要指出的是現(xiàn)有技術的另一例，即日本專利公開號為SHO50-103791所公開的一種結構，在這種結構中，將一具有電抗的電路串聯(lián)或并聯(lián)與加工間隙相連，加工時，使電路與所要求的放電電流中的交流分量的基波或諧波發(fā)生諧振，從而使加工表面的粗糙度得到改善。然而，因為此例中使用的電容器電容約為100pF，所以脈沖寬度減小到極其小的值，電極損耗顯著增加。
相應地，本發(fā)明的一個目的在于，在電極面積較大的情況下，用一種能夠在加工中抑制脈沖斷裂的放電加工裝置來解決現(xiàn)有技術中的這些問題，從而減少電極損耗，提高加工速度和加工表面質量。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種能夠穩(wěn)定地、特別是在鏡面加工中提供具有低峰值和窄脈寬的放電加工裝置，從而在一大面積范圍內改善表面粗糙度。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種與電極面積及加工條件變化相應的、始終確保最佳加工狀態(tài)的放電加工裝置。
本發(fā)明涉及的放電加工裝置包含一提供加工電流的直流電源，一與直流電源串聯(lián)相連、將加工電流限制在加工電流8A或更低的限流器，與直流電源和限流器串聯(lián)相連的開關裝置，以及一由電感(50至500μH)和電容(0.02至2μH)組成的串聯(lián)電路，所述電容與一加工間隙串聯(lián)相連，用以抑制在電容器放電電流分量后出現(xiàn)的直流脈沖電流分量的中斷。
除此之外，本發(fā)明的放電加工裝置包含一提供加工電流的直流電源，一與直流電源串聯(lián)相連、用來把加工電流限制在鏡面加工電流(2A或更低)的限流器，一與直流電源和限流器串聯(lián)相連的開關裝置，以及一由電感(20至50μH)和電容(0.001至0.02μH)組成的串聯(lián)電路，所述電容與一加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制跟在電容器放電電流分量后的直流脈沖電流分量的持續(xù)時間。
除此之外，本發(fā)明的放電加工裝置包含一恒定電流供給裝置，所述恒定電流供給裝置包括一直流電源、一電抗器、一二極管以及一提供加工電流(8A或更低)的第一開關裝置，放電裝置還包含一含有第二開關裝置的輸出通斷裝置，以及一由電感(50至500μH)和電容(0.02至2μH)組成的串聯(lián)電路，所述電容與加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制跟在電容器放電電流分量后的直流脈沖電流分量的中斷。
除此之外，本發(fā)明的放電加工裝置包含一恒定電流供給裝置，所述恒定電流供給裝置包括一直流電源、一電抗器、一二極管以及一提供鏡面加工電流(2A或更低)的另一開關裝置，放電加工裝置還包含一含有第二開關裝置的輸出電流通斷裝置，以及一由電感(20至50μH)和電容(0.001至0.02μF)組成的串聯(lián)電路，所述電容與加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制電容器放電電流成分后的持續(xù)直流脈沖電流成份。
另外，本發(fā)明的放電加工裝置指任一種這樣的放電加工裝置其中，多個電感-電容串聯(lián)電路與加工間隙并聯(lián)相連，開關裝置在多個串聯(lián)電路之間進行切換。
圖1是本發(fā)明第一種較佳實施例的結構。
圖2是本發(fā)明第一種較佳實施例的電流波形。
圖3描繪的是本發(fā)明第一種較佳實施例中加工速率對加工面積的變化關系以及負荷耗散比對加工面積的變化關系。
圖4描繪的是本發(fā)明第一和第三種較佳實施例中，電感或電容對脈沖斷裂發(fā)生幾率的變化關系。
圖5描繪的是本發(fā)明第二種較佳實施例的結構。
圖6(a)和圖6(b)描繪的是本發(fā)明第二種較佳實施例中的電流波形。
圖7描繪的是本發(fā)明第二和第四種較佳實施例中電感/電容對表面粗糙度的變化關系。
圖8描繪的是本發(fā)明第三種較佳實施例的結構。
圖9(a)和圖9(b)描繪的是本發(fā)明第三種較佳實施例中的電流波形。
圖10描繪的是本發(fā)明第四種較佳實施例的結構。
圖11(a)和圖11(b)描繪的是本發(fā)明第四種較佳實施例中的電流波形。
圖12描繪的是本發(fā)明第五種較佳實施例的結構。
圖13描繪的是現(xiàn)有技術中放電加工裝置的結構。
圖14(a)和14(b)描繪的是現(xiàn)有技術中放電加工裝置的電流波形。
按照本發(fā)明，加工中可以抑制跟在電容器放電電流分量后的直流脈沖電流分量的中斷。
同樣，按照本發(fā)明，鏡面加工中可以抑制跟在電容器放電電流分量后直流脈沖電流分量的持續(xù)時間。
另外，本發(fā)明的放電加工裝置在加工中，在多個電感-電容串聯(lián)電路之間進行切換，從而對應于電極面積和加工條件的變化可以產生用于加工的最佳電流波形。
現(xiàn)在結合圖1至圖4，描述本發(fā)明的一個實施例。圖1是本發(fā)明的一個實施例，其中，標號1表示電極和工件形成的加工間隙，2表示將加工電流提供給加工間隙1的直流電源，3表示電阻值為10Ω或更大的限流電阻，當直流電源2為80V時，限流電阻3提供加工電流(8A或更低)。開關裝置4施加一電壓并截斷輸出電流。驅動電路5驅動開關裝置4，電容6是在加工間隙1的電極和工件之間形成的，線圈7與加工間隙1并聯(lián)相連，電容器8與線圈7串聯(lián)相連，連接極性變化的開關15a、15b、16a和16b使得當本發(fā)明中開關15a、15b閉合時，電極為正極性。
運行時，與現(xiàn)有技術中的例子相同，電壓被施加到由電極和工件組成的加工間隙，對工件進行加工。即，驅動電路5接通開關裝置4，把電壓施加到加工間隙1，接著，由放電檢測電路(圖中未畫)檢測放電，并且在給定電流脈沖時間(即脈沖寬度)以后，開關裝置4關斷，停止提供給定脈沖寬度的電流脈沖。然后，在一給定關斷時間以后，開關裝置4再次接通，施加電壓。上述過程重復運行，從而對工件進行加工。
與現(xiàn)有技術的例子相同，當加工間隙1的相向面積增大時，加工間隙中形成一電容。所以，電容器放電分量31先于直流電弧分量30向加工間隙放電，但儲存在電容器8內的靜電能量通過線圈7提供到加工間隙，接著依次提供一個電流波形和直流電弧分量。圖2(a)和圖2(b)是本實施例的電流波形，其中，直流脈沖分量30與電容器8產生的電流分量32重迭在一起。應該指出的是，圖2(a)是加工面積較小時的波形，圖2(b)是加工面積較大時的波形。
電容器8的電流分量32具有一個由于線圈7的電感而變得平滑的電流波形，電流峰值受到抑制而具有較低值，脈沖斷裂被消除，從而穩(wěn)定地提供一個波形，然后是直流電弧分量30。
電容器8的電容值比加工間隙1中形成的電容值(通常約為幾千pF)要大得多，從而在加工面積增加的情況下防止脈沖斷裂的發(fā)生。
圖3是在本實施例和現(xiàn)有技術的例子之間，對加工面積隨加工速率(負荷加工速率)變化以及加工面積隨負荷-損耗比(電極損耗/加工量)變化進行比較的實驗結果，其中，施加的電壓是80V，線圈7的電感是400μH，電容器8的電容是1μF，限流電阻是20Ω(電流值是4A)。此圖表示，在提供了脈沖斷裂防護的情況下，與現(xiàn)有技術的例子(特別是當加工面積較大時)，加工速率和電極損耗大大改善。
如上所述，為了在電容器放電成分31后防止脈沖斷裂以及在電容器放電后用加工電流脈沖8A或更低的電流值，不間斷地(特別是在加工過程中)提供直流脈沖，使用一大約為50至500μH的線圈7和大約為0.02至2μH的電容器。圖4(a)和圖4(b)表示電感或電容與脈沖斷裂發(fā)生幾率之間的關系。由圖可知，脈沖斷裂發(fā)生幾率取決于電感和電容的組合情況，特別是，當恰當組合電感和電容，使電感在50至500μH之間、電容在0.02至2μH之間時，可以大大改善加工特性。
現(xiàn)在結合附圖5至7描述本發(fā)明的第二種實施例。圖5中，加工間隙1由一電極和一工件構成，直流電源2向加工間隙1提供加工電流，且其與加工間隙的連接極性與第一種實施例中的連接極性相反，即，電極為負極，工件為正極。限流電阻3的電阻值不低于40Ω，當直流電源2的電壓為80V時，提供鏡面加工電流(2A或更低)。開關裝置4施加電壓并截斷輸出電流，驅動電路5驅動開關裝置4，加工間隙1的電極一工件相向部分形成電容6，線圈7與加工間隙1并聯(lián)相連，并且電容器8與線圈串聯(lián)相連。這里，線圈7的電感設置為20至50μH，電容器8的電容設置為0.001至0.02μF。
15a、15b、16a和16b表示極性換向開關，本發(fā)明中，當開關16a、16b閉合時，電極極性為負。
運行中，如第一種實施例的情況相同，電壓施加到由電極和工件構成的加工間隙，對工件進行加工，即，開關裝置4由驅動電路5接通，把電壓施加到加工間隙1上，隨后由放電檢測電路(圖中未畫)檢測放電，并且在經歷一給定電流脈沖持續(xù)時間(脈沖寬度)以后，開關裝置4被關斷，提供給定脈沖寬度的電流脈沖。然后，在給定關斷時間以后，開關裝置4再次接通，重新施加電壓。上述過程重復運行，從而對工件進行加工。
如同第一種實施例的情況，當加工間隙1的相向面積增大時，在加工間隙中形成一電容。所以，電容器放電分量31先于直流電弧分量30首先向加工間隙放電。接著，儲存在電容器8內的靜電能是通過線圈7加工到加工間隙。本實施例中，當限流電阻3的阻值為40Ω或更大(電流值為2A或更低)時，線圈7和電容8均被設置為具有較小值，電流波形的峰值較低，脈沖寬度較窄，且脈沖后面不會出現(xiàn)直流電弧分量，這與第一種實施例中的情況不同。圖6(a)和6(b)表示的本實施例中的電流波形僅包括主要由電容8產生的電流分量32，后面不帶直流脈沖成分30。電容器8的電流分量32的波形由于線圈7的電感而變得平滑，電流峰值被抑制至一低值，并且穩(wěn)定地提供一不帶直流電弧分量30的波形。
在本實施例中，當用所述低電流峰值和窄脈沖寬度的波形在電極為負極性的情況下對工件進行加工時，工件可以在一大面積范圍內被加工成一接近鏡面的表面。根據(jù)實驗的結果，用50平方毫米的銅電極以及50μH的電感和0.005μF的電容，用這種波形可以將工件加工成不超過1μmRmax表面粗糙度的鏡面。
如上所述，為了在電容器放電分量32以后，特別在用電流值不超過2A的電流脈沖進行加工中確保用直流脈沖截止對工件進行加工，建議采用具有大約20至50μH電感的線圈和大約0.001至0.02μF電容的電容器。圖7表示電容或電感與加工表面粗糙度之間的關系。從圖可以得知，加工表面粗糙度按照電感與電容的組合而變化，特別是，當恰當組合電感和電容，使電感在20至500μH之間，電容在0.001至0.02μF，則可以大大改善加工表面粗糙度。特別是當電容值在0.001至0.005μF的范圍內，脈沖寬度在幾個μS或更低的值以下，從而落在鏡面加工條件范圍內，加工表面粗糙度大大改善。
現(xiàn)在結合圖8和圖9(a)-(b)描述本發(fā)明的第三種實施例。圖8所示的本發(fā)明實施例中，1表示由電極和工件組成的加工間隙，2代表直流電源，100代表提供加工電流(8A或更低)的恒流源。這一恒流源由第一開關裝置101、一二極管102以及一電抗器103構成，并含有一第一開關裝置101的壓降斬波器，二極管102和電抗器在輸出和輸入之間與二極管104相連，并包括一個檢測電抗器103電流的電流檢測器105。輸出電流通斷區(qū)110由第二開關裝置111、二極管112和電源113組成的串聯(lián)電路以及一二極管114構成。106和115表示分別用來驅動第一開關裝置101和第二開關裝置111的驅動電路。6表示加工間隙1的電極一工件相向部分形成的電容，7表示并聯(lián)與加工間隙1相連的線圈，8表示與線圈串聯(lián)相連的電容器。這里，線圈7的電感設置成50至500μH，電容器8的電容設置成0.02至2μH。
115a、115b、116a和116b表示極性換向開關，在本實施例中，當開關115a、115b閉合時，使得電極極性為正。
運行中當發(fā)生放電時，直流電源2通過第一開關裝置101、電抗器103、第二開關裝置111以及二極管114，將電流提供給加工間隙1。圖9(a)和圖9(b)為電流波形。此電流按照由電抗器103的電感確定的電流增加比而增加。當電流達到一最大極限值時，電流檢測器105關斷第一開關裝置101。隨后電流通過二極管102、電抗器103、第二開關裝置111以及二極管114提供到加工間隙1，輸出電流下降。當電流檢測器105檢測到電流下降至最小極限值時，第一開關裝置101重新開通。然后，輸出電流通過第一開關裝置101，電抗器103，第二開關裝置111以及二極管114，提供到加工間隙1并且增大。重復進行這種運行，從而控制輸出電流使其具有如圖9(a)所示的波形。應該理解的是，因為并聯(lián)連接在加工間隙兩端的電容8內的靜電能量通過線圈7向加工間隙放電，所以實際上提供到加工間隙1的電流波形如圖9(b)所示。
在上述運行重復了一個相當于一個所要求的脈沖寬度時間間隔以后，輸出電流通斷區(qū)110的第二開關裝置111被關斷，切斷電流，使電流中止一個所要求的斷開時間長度。對放電加工裝置重復上述運行。
本實施例不需要第一種實施例中所使用的限流電阻3，從而可以壓縮電源體積，制成不發(fā)熱并且沒有電阻損耗的電源，但是當沒有線圈7和電容8時，具有如圖9(a)所示的電流脈動被提供到加工間隙，從而特別在加工電流區(qū)域內電流值接近為零，直流電弧中斷處的脈沖斷裂現(xiàn)象就會發(fā)生。即，與現(xiàn)有技術中使用限流電阻的情況相比，本實施例的缺陷在于，特別是在加工電流區(qū)域內，加工特性由于脈沖斷裂而變壞。
本實施例中，當加工間隙的相向面積增加時，加工間隙中形成電容。所以，電容器放電分量31先于圖9(a)中的直流電弧分量，首先向加工間隙1放電，但儲存在電容器8中的大量靜電能量通過線圈7提供到加工間隙，接著，提供一如圖9(b)所示的直流電弧分量電流波形。在給出的波形中，直流脈沖分量30，電容器8產生的電流分量32疊加在一起。電容器8的電流分量32由于線圈7的電感而使波形變得平滑，電流峰值被抑制至一低值，消除了由于波動產生的脈沖斷裂，從而確保穩(wěn)定地提供一個波形，使直流電弧分量30波形跟在它后面。
應該理解的是，電容器8的電容值比加工間隙1中形成的電容(通常約為幾千pF)要大得多，從而在加工面積增大的情況下不間斷地防止脈沖斷裂的發(fā)生。
本實施例中，防止脈沖斷裂所產生的效果幾乎與第一種實施例的實驗結果(如圖3所示)相同。與現(xiàn)有技術的例子、特別在加工面積較大的情況下相比，不論是加工速率，還是電極損耗都大大改善。
如上所述，為了防止在電空器放電分量31之后的脈沖斷裂以及由電流波動引起的脈沖斷裂，為了可靠地(特別是在用8A或更低電流值的加工電流脈沖進行加工的情況下)在電容器放電后跟隨有直流脈沖，建議與第一種實施例的情況相同，線圈7的電感和電容分別取大約50至500μH和0.02至2μF。
下面結合圖10和圖11(a)-(b)，描述本發(fā)明的第四種實施例。圖10描繪的是本發(fā)明的第四種實施例，其中，1表示電極和工件形成的加工間隙;2表示向加間隙1提供加工電流的直流電源，直流電源與加工間隙連接在一起，其極性與第三種實施例的極性相反，即，電極為負極，工件為正極;100代表恒流源，它由第一開關裝置101、二極管102以及電抗管103構成，用來提供鏡面加工電流(2A或更低)，開關裝置101、二極管102以及電抗管103構成一壓降斬波器，斬波器通過二極管104跨接在輸出和輸入之間，恒流源還包括一個檢測電抗器103的電流的電流檢測器105。輸出電流通斷區(qū)110含有由第二開關裝置111、二極管112和電壓源113組成的串聯(lián)電路和一二極管114。106和115分別表示驅動第一開關裝置101和第二開關裝置111的驅動電路。6表示加工間隙1的電極一工件相向部分形成的電容，7表示與加工間隙1并聯(lián)連接的線圈，8代表與線圈7串聯(lián)相連的電容。這里，線圈7的電感設置為20至50μH，電容器8的電容設置為0.001至0.02μF。
115a、115b、116a和116b表示極性換向開關，本實施例中，當開關116a、116b閉合時，使得電極極性為負。
與第三種實施例的情況相同，放電發(fā)生時，電流通過第一開關裝置101、電抗器103、第二開關裝置111以及二極管114由直流電源2提供到加工間隙。當電流達到最大極性值時，電流檢測器105關斷第一開關裝置101。然后電流通過二極管102、電抗器102、第二開關裝置111以及二極管114提供到加工間隙1，輸出電流下降。當電流檢測器105檢測到電流下降到最低極限值時，第一開關裝置再次接通。然后，輸出電流通過第一開關裝置101、電抗器103、第二開關裝置111以及二極管114，提供到電極120，并且電流增大。這一過程重復進行，從而控制輸出電流，使輸出電流具有如圖11(a)所示的波形。
在上述過程重復了相當于所要求的一個脈沖寬度時間之后，輸出電流通斷區(qū)110的第二開關裝置111被關斷使電流截止，電流中止一所要求的關斷時間長度。對放電加工裝置重復上述過程。
與第三種實施例的情況相同，當加工間隙1的相向面積增大時，加工間隙中形成電容。所以，電容器放電分量31先于直流電弧分量30，首先向加工間隙1放電。接著，電容器8中的大量靜電能量通過線圈7提供到加工間隙。本實施例與第三種實施例不同，當電流值為2A或更低時，線圈7和電容器8被設置為具有較小值，從而提供具有低峰值和窄脈沖寬度的電流波形，且不帶有直流電弧分量30。圖11(b)表示本實施例的電流波形，波形中僅包括大部分由電容器8產生的電流分量32，且不含直流脈沖分量30。電容器8的電流分量32因為線圈7的電感而使波形變得平滑，電流峰值被抑制至一低值，并穩(wěn)定地提供不帶直流電弧分量30的波形。
在本實施例中，當電極為負極性、用具有低電流峰值和短脈沖寬度的波形對工件進行加工時，與第三種實施例的情況相同，工件可以大面積地被加工成一近似鏡面。按照這些實施例，用60平方毫米的銅電極，可以由所述波形將工件加工成表面精糙度不超過0.7μmRmax的鏡面。
如上所述，在電容器放電分量31之后，特別在用電流值不超過2A的電流脈沖進行加工的過程，為了確保用直流脈沖截止對工件進行加工，建議與第二種實施例相同，采用電感大約為0.02至2μF的線圈和電容大約為0.02至2μF的電容器。正如已經描述過的那樣，按照圖7，視電感和電容的組合而定，可以有各種不同情況的加工表面粗糙度，特別是，當恰當組合電感和電容，使電感在20和50μH之間、電容在0.001和0.02μF之間，可以大大改善加工表面的粗糙度。特別是，當電感值為0.001至0.005μF、脈沖寬度為幾個μS或更低時，則落在鏡面加工條件的范圍內。
當由線圈7和電容8組成的串聯(lián)電路與前述實施例中的加工間隙相連時，由線圈、電容器和開關組成的多個串聯(lián)電路(由線圈7a、電容器8a和開關9a組成的串聯(lián)電路以及由線圈7b、電容8b和開關9b構成的串聯(lián)電路)以及由電阻器和開關組成的串聯(lián)電路(由電阻器3a和開關3D構成的串聯(lián)電路、由電阻器3b和開關3E構成的串聯(lián)電路、以及由電阻管3C和開關3F構成的串聯(lián)電路)可以連接成如圖12所示的電路，在開關3D、3E、3F之間進行切換，從而提供所要求的加工電流值，以及用開關9a、9b構成的開關裝置、在由電容和線圈構成的串聯(lián)電路之間進行切換，從而當加工條件和/或電極面積不同或變化時，連續(xù)提供一最佳加工特性。
明顯的是，本發(fā)明獲得的放電加工裝置包含提供加工電流的直流電源;與所述直流電源相串聯(lián)、用來將加工電流限制在加工電流的限流裝置;與所述直流電源和限流器串聯(lián)相連的開關裝置;以及與加工間隙相并聯(lián)、用來抑制跟在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的中斷、由電感和電容組成的串聯(lián)電路，這里，在大面積電極的加工電流區(qū)中可以防止脈沖斷裂的發(fā)生，電極損耗大大減小，而且，當電極極性為正時，加工速度得以顯著改善。也就是說，可以防止由于電極表面損耗而引起的加工表面質量的下降。
同樣十分明顯的是，本發(fā)明的放電加工裝置包含有一個提供加工電流的直流電源;一個與所述直流電源串聯(lián)連接、將加工電流限制到鏡面加工電流的限流裝置;一個與所述直流電源及限流裝置相串聯(lián)的開關裝置;一個由與加工間隙并聯(lián)的電感及電容組成的、用以抑制跟隨在電容放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的延續(xù)的串聯(lián)電路，其中，在加工中的電容器放電之后，直流脈沖不持續(xù)，可以為加工產生具有電容器放電波形的電流峰值受到抑制的波形，并且可以在鏡面加工中穩(wěn)定地提供具有低峰值和窄脈沖寬度的電流脈沖，特別在電極為負極性時更是這樣，從而大面積地顯著改善表面粗糙度。
同樣十分明顯的是，本發(fā)明的放電加工裝置包含一個由直流電源、電抗器、二極管以及第一開關裝置組件的恒流源，用來提供加工電流;一個由開關裝置構成的輸出電流通斷裝置;一個由與加工間隙相并聯(lián)的電感與電容組成的、用來抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的中斷的串聯(lián)電路，從而可以防止在電極面積較大的加工電流區(qū)內由于加工間隙電容和電流波動的增加而產生的脈沖斷裂現(xiàn)象，特別是當電極為負極性時顯著減小電極損耗、提高加工速率。同時，可以防止由于電極表面損耗而產生的加工表面質量變壞。另外，因為不需要限流電阻，所以電源裝置可以做得較小，價格較低，電源沒有能量損耗，不發(fā)熱。
同樣很明顯的是，本發(fā)明的放電加工裝置包含一個由直流電源、電抗器、二極管以及一提供鏡面加工電流的第一開關裝置構成的恒流源;一個由第二開關裝置構成的輸出電流通斷裝置;以及一個由與加工間隙相并聯(lián)的電感與電容組成的、用來抑制跟隨在電容器放電電流分量的持續(xù)時間后面的直流脈沖電流分量的串聯(lián)電路，其中，在加工中的電容器放電后，直流脈沖不再持續(xù)下去，可以產生用于加工的、電流峰值受到抑制的電容器放電波形。所以，特別是當電極為負極性時，在鏡面加工中可以穩(wěn)定提供具有低峰值和窄脈寬的電流脈沖，并進而大面積地顯著改善表面粗糙度。同樣，因為不需要限流電阻，所以，電源體積可以做得較小，價格較低，電源沒有能量消耗，不發(fā)熱。
另外十分明顯的是，本發(fā)明的放電加工裝置中，多個由電感器和電容器組成的串聯(lián)電路，與加工間隙并聯(lián)相連，在加工中，在所述多個串聯(lián)電路之間進行切換的開關電路，用來產生用于加工的、與電極面積的變化和加工條件的變化一致的最佳電流波形，從而顯著減小電極損耗、提高加工速率。另外，可以穩(wěn)定地(特別是在鏡面加工中)提供具有低峰值和窄脈沖寬度的電流脈沖，從而大面積地顯著改善表面粗糙度。
每一個要求外國優(yōu)先權的外國專利申請所披露的內容在此一并供作參考。
盡管上文所描述的每一種較佳實施例均有其某種程度的特殊性，但是應該理解的是，所披露的較佳實施例僅僅是一些例子，在不偏離后文權利要求書所陳述的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對各組件的結構作各種各樣的變異。
權利要求
1.一種把電壓施加到一電極和一工件之間形成的加工間隙、從而對工件進行加工的放電加工裝置，其特征在于，它包含一提供加工電流的直流電源；一把加工電流限制在某個最終成品加工電流、且與所述直流電源串聯(lián)相連的限流器；一與所述直流電源和限流器串聯(lián)相連、并且向所述加工間隙提供電壓、從而形成具有某個脈沖寬度的直流脈沖的開關裝置；以及一由電感和電容組成的串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路與所述加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的中斷。
2.一種把電壓施加到一電極和一工件之間形成的具有電容的加工間隙、從而對工件進行加工的放電加工裝置，其特征在于，它包含一提供加工電流的直流電源;一把加工電流限制在一鏡面加工電流、且與所述直流電源串聯(lián)連接的限流器;一由所述直流電源和限流器串聯(lián)相連、并且向所述加工間隙提供電壓、從而形成具有一定脈沖寬度的直流脈沖的開關裝置;以及一由電感和電容組成的串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路與所述加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的掃續(xù)時間。
3.一種把電壓施加到一電極和一工件之間形成的、具有電容的加工間隙、從而對工件進行加工的放電加工裝置，其特征在于，它包含一個由一直流電源、一電抗器、一二極管和一第一開關裝置組成的、用來提供一加工電流的恒定電流供電裝置;輸出電流通斷裝置，所述輸出電流通斷裝置包括一用來建立所要求的脈沖寬度的第二開關裝置;以及一由電感和電容組成的串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路與所述加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的中斷。
4.一種把電壓施加到一電極和一工件之間形成的加工間隙、從而對工件進行加工的放電加工裝置，其特征在于，它包含用來提供鏡面加工電流、包括有一直流電源、一電抗器、一二極管和一第一開關裝置的恒定電流供電裝置;輸出電流通斷裝置，所述輸出電流通斷裝置包括一用來建立所要求的電流脈沖寬度的第二開關裝置;以及一個由一電感和一電容組成的串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路與所述加工間隙并聯(lián)相連，用來抑制其跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的持續(xù)時間。
5.如權利要求1所述的放電加工裝置，其特征在于，所述多個電感-電容串聯(lián)電路與加工間隙并聯(lián)相連，所述開關裝置在所述多個串聯(lián)電路之間進行切換。
6.如權利要求2所述的放電加工裝置，其特征在于，所述多個電感-電容串聯(lián)電路與加工間隙并聯(lián)相連，所述開關裝置在所述多個串聯(lián)電路之間進行切換。
7.如權利要求3所述的放電加工裝置，其特征在于，多個電感-電容串聯(lián)電路與所述加工間隙并聯(lián)相連，所述開關裝置在所述多個串聯(lián)電路之間進行切換。
8.如權利要求4所述的放電加工裝置，其特征在于，多個電感-電容串聯(lián)電路與所述加工間隙并聯(lián)相連，所述開關裝置在所述多個串聯(lián)電路之間進行切換。
9.如權利要求1所述的放電加工裝置，其特征在于，所述加工電流值是8A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是50至500μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.02至2μF。
10.如權利要求3所述的放電加工裝置，其特征在于，所述加工電流值是8A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是50至500μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.02至2μF。
11.如權利要求5所述的放電加工裝置，其特征在于，所述加工電流值是8A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是50至500μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.02至2μF。
12.如權利要求7所述的放電加工裝置，其特征在于，所述加工電流值是8A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是50至500μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.02至2μF。
13.如權利要求2所述的放電加工裝置，其特征在于，所述鏡面加工電流值是2A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是20至50μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.001至0.02μF。
14.如權利要求4所述的放電加工裝置，其特征在于，所述鏡面加工電流值是2A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是20至50μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.001至0.02μF。
15.如權利要求6所述的放電加工裝置，其特征在于，所述鏡面加工電流值是2A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是20至50μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.001至0.02μF。
16.如權利要求8所述的放電加工裝置，其特征在于，所述鏡面加工電流值是2A或更低，串聯(lián)電路中的電感值是20至50μH，串聯(lián)電路中的電容值是0.001至0.02μF。
17.一種把電容器放電電壓施加到電極和工件之間形成的加工間隙、用放電加工裝置對工件進行加工的方法，其特征在于，它包含提供一加工電流值受到限制的加工電流;交替地將具有一定脈沖寬度的直流脈沖電壓施加到加工間隙上;以及抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的中斷。
18.一種把電容器放電電壓施加到電極和工件之間形成的加工間隙、用放電加工裝置對工件進行加工的方法，其特征在于，它包含提供一加工電流值受到限制的加工電流;交替地將具有一定脈沖寬度的直流脈沖電壓施加到加工間隙;以及抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的持續(xù)時間。
全文摘要
一種將電壓施加到由一電極和一工件之間形成的加工間隙、從而對工件進行加工的加工放電裝置，加工放電裝置包括一用來提供加工電流的直流電源和一與直流電源串聯(lián)相連、用來限制加工電流的限流器。一開關裝置與直流電源和限流器串聯(lián)相連，向加工間隙提供一電壓、形成直流脈沖。由電感和電容組成的串聯(lián)電路與加工間隙并聯(lián)相連。串聯(lián)電路或者用來抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量的中斷、從而防止出現(xiàn)脈沖斷裂現(xiàn)象，或者用來抑制跟隨在電容器放電電流分量后面的直流脈沖電流分量(尤其是脈沖)的持續(xù)時間。視加工是否要求為鏡面質量而定，串聯(lián)電路的電壓、電感值可以在指定范圍內選定。
文檔編號B23H1/02GK1101869SQ9410770
公開日1995年4月26日 申請日期1994年6月29日 優(yōu)先權日1993年6月30日
發(fā)明者真柄卓司 申請人:三菱電機株式會社