[发明专利]一种电火花机

说明书

所属技术领域

本发明涉及电火花机技术，特别涉及一种其调频电源部份为恒流电源的电火花机。

背景技术

电火花机三大组成部分组成：机械系统、伺服系统、高频电源，是一种靠电火花放电来加工金属的特种加工设备。它有三大加工优势：“以柔克钢”“立体复制”“微力加工”，因此，电火花加工是模具工业最主要的加工手段之一。

图1是现有讲述中电火花加工原理示意图，在图中Z轴3在伺服电机2的驱动下带动电极1做上、下运动，Z轴3是向上运动还是向下运动取决于电极1与工件4放电时产生的间隙电压，当电极1与工件4间隙过大，间隙电压升高Z轴3向下运动，反之Z轴3向上运动。周而复始，使电极1与工件4之间保持一个合理的间隙，以保证放电加工的稳定。直流电源分高压300V和低压80V，高压的功能是击穿放电通道或微电流加工，电流小只提供5％的电能，低压的功能：是大电流加工，提供95％的电能。高频开关功能是让电极与工件之间保持火花放电的状态，其脉冲宽度和间隔宽度决定了被加工工件的表面粗糙度和电极损耗率。

电极1与工件4之间的间隙被矿物油添充，火花放电加工时产生的大量的金属微粒要从只有百分子几毫米的间隙中向外排出，这些导电性能良好的金属微粒经常性的引发电极与工件之间的局部短路，使加工电流急速增大。如果对加工电流不加限制的话，势必损坏工件的加工表面并危及高频开关管的安全，因此在高，低压回路中增加了限流电阻R1和R2以限制加工电流。

增加了限流电阻R1，R2解决了短路电流的问题，但有以下不足：

1、浪费能源，R1两端的电压降U1和电极与工件的间隙电压U2是串联分压关系。

当大电流加工时，U2为50V，U1为30V，R1耗能占37.5％。

当小电流加工时，U2为30V，U1为50V，R1耗能占62.5％。

R1的平均耗能为50％。

同样的道理，在高压回路中，限流电阻R2的平均耗能为50％，因此在电火花机工作过程中，有一半的能量是由限流电阻R1、R2发热损耗的。

2、增加设备的复杂程度，要改变工件的加工电流，只有改变限流电阻的电阻值，现有技术中限流电阻常常是一个电阻箱，通过改变电阻箱中的开关组合以达到改变限流电阻的大小和流经电极与工件之间的放电电流。而电阻箱的体积庞大，现有讲述中电阻箱占据了电火花机控制柜1/3的空间，同时为了不让电阻箱产生的热量影响其它系统的正常工作，在电阻箱中装有数台风扇向外强力排风以散热，进一步增加了能耗。另外，电火花机的大功率电源变压器，在小电流加工时功率因数小于0.5。

发明内容：

本发明为了克服现有技术中，由于存在限流电阻而带来的不足，发明一种使用恒流电源的电火花机，在电源电路中不需要增加限流电阻，节约由于限流电阻带来的能耗，同时降低设备的复杂程度。

本发明为了实现其技术目的而采用的技术方案是：一种电火花机，包括：机械系统、电极、伺服系统和高频电源电路，机械系统在伺服系统的带动下通过调整电极与所要加工的工件之间的放电电流而对工件进行加工，高频电源电路连接到工件与电极之间，为工件与电极之间放电提供合适的电压和电流，所述高频电源电路包括低压恒流开关电源、高压恒流开关电源、高频信号电路和高频开关，低压恒流开关电源和高压恒流开关电源的电源正极分别接所述电极，低压恒流开关电源和高压恒流开关电源之间相互隔离，高频开关连接于工件与低压恒流开关电源和高压恒流开关电源的共同地之间，其开关端接高频信号电路，在高频信号电路的控制下对高频电源电路进行过流保护，在电极与工件之间的电压小于20V时，将高频开关断开。高频信号电路通过对电极与工件之间电压的检测产生对高频开关的控制信号。

所述低压恒流开关电源和高压恒流开关电源内各有一个二极管，二极管正极分别接低压恒流开关电源和高压恒流开关电源输出端，负极接电极。

所述低压恒流电源和高压恒流开关电源同为由一级整流电路、变频电桥、变压器、二级整流电路构成的电路结构；

一级整流电路的输入端接市电，输出端接变频电桥的输入端，将市电整流成直流；

变频电路包括由三极管V1、V2、V3、V4组成的电桥和控制IC，其中电桥中三极管V1和V3，V2和V4分别串联于一级整流电路的输出端，在三极管V1和V3，V2和V4之间串接变压器的初级线圈，其中当三极管V1和V3导通时与V2和V4导通时电流在变压器初级线圈中电流方向不同，控制IC分别接三级管V1、V2、V3、V4的基极，控制三极管的开闭，将直流电变换成高频交流电；