线切割加工放电电流阶梯波脉冲电源的设计.PDF

电火花线切割加工 145 线切割加工放电电流阶梯波脉冲电源的设计 刘志东周建平 (深圳福斯特数控机床有限公司) 摘要： 通过对电火花放电加工过程的分析，提出了一种电火花加工放电电流阶梯波 脉冲电源的设计方案，并进行了初步3-艺实验，证实该种电源在提高切割效率，加工稳定性 及减少丝损方面具有与传统脉冲电源无法比拟的优点，并提出今后的该项工作进一步研究方 向。 关键词：电火花 脉冲电源 设计 了提高加工的工艺指标，^们在有效控制放电过 1 前言 高速走丝电火花线切割机床是我国独创的电 火花加工设备．在模具制造和零件加工业中发挥 了巨大的作用。 高速走丝电火花线切割加工由于其高速运 丝及机床造价低廉的特点，其加工优势主要发挥 图1 ：厚度切割．大锥度切割及大型零件切割方 程的实践中采取了很多措施，如采用了分组脉冲 面。目前高速走丝机床已发展到由原精密模具加 电源(如图2示)，它把脉冲宽度较窄、重复频 工设备领域转向传统的金属切削领域，成为特别 率很高的脉冲分组输出，从而使高频窄脉冲能够 是一些形状复杂零件加工的主要设备，如纺织机 稳定加工，保证在获得较好表面粗糙度情况下， 零件的加工等，因此用户对提高机床切割效率的 能不降低加工速度，同时为降低电火花线切割加 要求日益增加，目前高速走丝机床实用的最高切 割速度一般稳定在6080mm2／mirL之间，如果 再增加加工电流，效率虽然会提高，但断丝的机 率也会相应增加，同时丝损显著增大，导致不能 持久切割。本电源设计的目的着重在于解决平均 固2 加工电流增加后如何通过放电电流波形的控制， 工中电极丝及电火花加工中的电极损耗，人们没 降低断丝的机率及损耗，使机床可保持持久的高 法对脉冲放电电流的上升沿进行控制，如采用前 效切割。 阶梯波及前沿迟缓波(如图3所示)或控制功率 器件基极电流使其平缓上升等，还有使用无感电 2放电电流阶梯波脉冲电源的实现 电火花加工尤其是高速走丝电火花线切割 加工，目前应用最为广泛的是矩形脉冲(如图l 示)，矩形脉冲具有电路设计简单可靠、调节方 上 上 便、单位电流加工速度高等优点，但它也会产生 首叶髓 i}iB瑚啵 电极丝损耗大，加工电流增大易断丝等问题，经 图3 过多年的研究，人们普遍认为断丝及电极丝损耗 盟煨流的脉冲电源，为实现低损耗加工，在电源 大很重要的因素是由于放电能量加大后放电电流 主回路中加入适量电感，通过电感的作用使输出 前延太陡，导至此时电流密度加大所引起的。为 的放电电流脉冲上升沿变缓，以减少火花放电时 特种加工技术 因脉冲电流陡然上升对钼丝(线切割)或电极(电 某个△f，但在下降沿时同时切断。 火花成型加工)的冲击作用，同时为减小电路产 方波延时时间调节电路：通过参数设定。控 生振荡的可能性，在电感两端并联了RC吸收电 制相邻方波输出的触发时间4f及延时触发的脉 路(如图4所示)。 冲个数。