聚晶金剛石用電火花加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種聚晶金剛石用電火花加工裝置，屬于電火花加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚晶金剛石(Polycrystalline Diamond,簡(jiǎn)稱PCD)是20世紀(jì)70年代以來國(guó)際上開始研究使用的新型超硬材料，它具有接近天然金剛石的硬度、耐磨性以及與硬質(zhì)合金相當(dāng)?shù)目箾_擊性，化學(xué)性能穩(wěn)定，在精密切削等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。聚晶金剛石具有優(yōu)良的特殊性能，但是由于其成型和表面光整加工非常困難，嚴(yán)重妨礙了它的推廣應(yīng)用。因此，研究其加工方法顯得特別重要。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)PCD材料的高硬度和高耐磨性所帶來的加工難題進(jìn)行了大量的研究和試驗(yàn)，其中包括電火花加工、激光加工、化學(xué)加工、超聲加工等，并取得了一定效果。但綜合分析發(fā)現(xiàn)，這些加工技術(shù)目前多適用于P⑶材料的粗加工。在所有這些技術(shù)中，電火花加工和電火花磨削加工聚晶金剛石是高效低成本的加工方法，但是，它們不能有效地加工大面積的聚晶金剛石。其技術(shù)瓶頸主要有2個(gè)方面，一是大截面PCD原材料的生產(chǎn)技術(shù)。國(guó)際上主要生產(chǎn)供應(yīng)國(guó)是美國(guó)、英國(guó)及日本，可以生產(chǎn)直徑80mm的POT材料毛坯；國(guó)內(nèi)目前成熟技術(shù)可以生產(chǎn)直徑50_的PCD材料毛坯。第二個(gè)就是PCD毛坯材料的高精度表面加工，切割成形，以及成品刀刃具磨損以后的修整等，均嚴(yán)重制約著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；特別是直徑大于50mm的PCD毛坯的高光潔度表面加工，以及高精度切割成形加工技術(shù)。所以對(duì)此類機(jī)床的需求也是處于供不應(yīng)求狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的是提供一種聚晶金剛石用電火花加工裝置，該電火花放電加工裝置實(shí)現(xiàn)了單個(gè)放電脈沖的實(shí)時(shí)檢測(cè)，大大提高了對(duì)間隙狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，并對(duì)PCD材料進(jìn)行小脈沖寬度進(jìn)行加工。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種聚晶金剛石用電火花加工裝置，包括正電極、與待加工PCD材料連接的負(fù)電極、高壓放電電源、低壓放電電源、加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、脈沖發(fā)生模塊，所述正電極與一電感一端串連連接，所述低壓放電電源與一低壓功率開關(guān)管串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極，從而形成低壓放電回路；所述高壓放電電源與一高壓功率開關(guān)管串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極，從而形成高壓放電回路；
[0006]所述加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊的兩端分別連接到正電極和負(fù)電極，用于對(duì)實(shí)時(shí)的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號(hào)輸出，所述脈沖發(fā)生模塊的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊的輸出端，脈沖發(fā)生模塊的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管和低壓功率開關(guān)管各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管通斷的高壓脈沖控制信號(hào)和用于控制低壓功率開關(guān)管通斷的低壓脈沖控制信號(hào)。
[0007]上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下:
[0008]作為優(yōu)選，所述低壓放電回路、高壓放電回路分別串連有第一限流電阻和第二限流電阻。
[0009]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0010]本實(shí)用新型聚晶金剛石用電火花加工裝置，其避免了放電時(shí)很高的干擾信號(hào)對(duì)放電脈沖檢測(cè)電路的干擾問題，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)放電脈沖的實(shí)時(shí)檢測(cè)，大大提高了對(duì)間隙狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，并對(duì)PCD材料進(jìn)行小脈沖寬度進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)了無電弧的電火花加工，采用此加工裝置30A的加工電流情況下沒有發(fā)生異常工作情況，對(duì)精加工時(shí)表面的光潔度也大大改善。
【附圖說明】
[0011]附圖1為本實(shí)用新型聚晶金剛石用電火花加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]附圖2為本實(shí)用新型電火花加工裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]以上附圖中:1、正電極；2、負(fù)電極；3、高壓放電電源；4、低壓放電電源；5、加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊；6、脈沖發(fā)生模塊；7、電感；8、低壓功率開關(guān)管；9、高壓功率開關(guān)管；10、采樣模塊；11、配置模塊；12、高速比較模塊；13、輸出模塊；14、第一限流電阻；15、第二限流電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0015]實(shí)施例:一種聚晶金剛石用電火花加工裝置，包括正電極1、與待加工POT材料連接的負(fù)電極2、高壓放電電源3、低壓放電電源4、加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5、脈沖發(fā)生模塊6，所述正電極1與一電感7—端串連連接，所述低壓放電電源4與一低壓功率開關(guān)管8串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感7另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極2，從而形成低壓放電回路；所述高壓放電電源3與一高壓功率開關(guān)管9串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感7另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極2，從而形成高壓放電回路；
[0016]所述加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5的兩端分別連接到正電極1和負(fù)電極2，用于對(duì)實(shí)時(shí)的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號(hào)輸出，所述脈沖發(fā)生模塊6的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5的輸出端，脈沖發(fā)生模塊6的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管9和低壓功率開關(guān)管8各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊6根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管9通斷的高壓脈沖控制信號(hào)和用于控制低壓功率開關(guān)管8通斷的低壓脈沖控制信號(hào)；
[0017]上述低壓放電回路、高壓放電回路分別串連有第一限流電阻14和第二限流電阻15ο
[0018]實(shí)施例2:—種聚晶金剛石用電火花加工裝置，包括正電極1、與待加工Ρ⑶材料連接的負(fù)電極2、高壓放電電源3、低壓放電電源4、加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5、脈沖發(fā)生模塊6，所述正電極1與一電感7—端串連連接，所述低壓放電電源4與一低壓功率開關(guān)管8串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感7另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極2，從而形成低壓放電回路；所述高壓放電電源3與一高壓功率開關(guān)管9串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感7另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極2，從而形成高壓放電回路；
[0019]所述加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5的兩端分別連接到正電極1和負(fù)電極2，用于對(duì)實(shí)時(shí)的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號(hào)輸出，所述脈沖發(fā)生模塊6的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5的輸出端，脈沖發(fā)生模塊6的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管9和低壓功率開關(guān)管8各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊6根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管9通斷的高壓脈沖控制信號(hào)和用于控制低壓功率開關(guān)管8通斷的低壓脈沖控制信號(hào)；
[0020]采樣模塊10，將采樣信號(hào)高電壓接采樣系統(tǒng)地，采樣信號(hào)低電壓作為輸入。
[0021]高速比較模塊12，主要實(shí)現(xiàn)間隙電壓的高速轉(zhuǎn)換，由LM311構(gòu)成的比較電路將采樣比較電路量化的放電間隙電壓信號(hào)與配置的比較電平進(jìn)行比較。
[0022]配置模塊11，將輸入的間隙電壓信號(hào)進(jìn)行量化，除去其中的高頻脈沖干擾，對(duì)比較電平進(jìn)行配置，配置比較電壓與放電電壓進(jìn)行比較。
[0023]輸出模塊13，將比較輸出的結(jié)果進(jìn)行輸入，輸入下級(jí)處理電路進(jìn)行處理。
[0024]采用上述聚晶金剛石用電火花加工裝置時(shí)，其避免了放電時(shí)很高的干擾信號(hào)對(duì)放電脈沖檢測(cè)電路的干擾問題，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)放電脈沖的實(shí)時(shí)檢測(cè)，大大提高了對(duì)間隙狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，并對(duì)PCD材料進(jìn)行小脈沖寬度進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)了無電弧的電火花加工，采用此加工裝置30A的加工電流情況下沒有發(fā)生異常工作情況，對(duì)精加工時(shí)表面的光潔度也大大改善。
[0025]上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚晶金剛石用電火花加工裝置，其特征在于:包括正電極(1)、與待加工P⑶材料連接的負(fù)電極(2)、高壓放電電源(3)、低壓放電電源(4)、加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊(5)、脈沖發(fā)生模塊(6)，所述正電極(1)與一電感(7)—端串連連接，所述低壓放電電源(4)與一低壓功率開關(guān)管(8)串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感(7)另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極(2)，從而形成低壓放電回路；所述高壓放電電源(3)與一高壓功率開關(guān)管(9)串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感(7)另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極(2)，從而形成高壓放電回路； 所述加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊(5)的兩端分別連接到正電極(1)和負(fù)電極(2)，用于對(duì)實(shí)時(shí)的工件加工間隙狀態(tài)進(jìn)行采樣，將采樣值轉(zhuǎn)換成加工狀態(tài)信號(hào)輸出，所述脈沖發(fā)生模塊(6 )的輸入端連接到加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊(5)的輸出端，脈沖發(fā)生模塊(6)的第一輸出端和第二輸出端分別連接到高壓功率開關(guān)管(9)和低壓功率開關(guān)管(8)各自的門極，該脈沖發(fā)生模塊(6)根據(jù)來自加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊(5)反饋的加工狀態(tài)，產(chǎn)生用于控制高壓功率開關(guān)管(9)通斷的高壓脈沖控制信號(hào)和用于控制低壓功率開關(guān)管(8)通斷的低壓脈沖控制信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚晶金剛石用電火花加工裝置，其特征在于:所述低壓放電回路、高壓放電回路分別串連有第一限流電阻(14)和第二限流電阻(15)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種聚晶金剛石用電火花加工裝置，包括正電極、與待加工PCD材料連接的負(fù)電極、高壓放電電源、低壓放電電源、加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、脈沖發(fā)生模塊，所述正電極與一電感一端串連連接，所述低壓放電電源與一低壓功率開關(guān)管串連后其低壓正極側(cè)一端連接到電感另一端，相應(yīng)的低壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極，從而形成低壓放電回路；所述高壓放電電源與一高壓功率開關(guān)管串連后其高壓正極側(cè)一端連接到電感另一端，相應(yīng)的高壓負(fù)極側(cè)一端連接到所述負(fù)電極，從而形成高壓放電回路。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了單個(gè)放電脈沖的實(shí)時(shí)檢測(cè)，大大提高了對(duì)間隙狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，并對(duì)PCD材料進(jìn)行小脈沖寬度進(jìn)行加工。
【IPC分類】B23H7/02, B23Q17/22
【公開號(hào)】CN205129106
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520833572
【發(fā)明人】高堅(jiān)強(qiáng), 時(shí)解放
【申請(qǐng)人】蘇州新火花機(jī)床有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月26日