專用于pcd材料的電火花放電加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種專用于PCD材料的電火花放電加工裝置，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]本發(fā)明目的是提供一種專用于PCD材料的電火花放電加工裝置，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，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種專用于PCD材料的電火花放電加工裝置，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；
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)；
所述加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊包括:依次連接的采樣模塊、配置模塊、高速比較模塊和輸出模塊，所述采樣模塊進(jìn)一步包括串連的第一電阻、第二電阻，第二電阻與第一電阻相背的一端作為采樣輸出端，第一二極管位于采樣輸出端和第二電阻的接點(diǎn)與接地端之間，第二二極管位于采樣輸出端和第二電阻的接點(diǎn)與電源端之間，所述第一二極管并聯(lián)有濾波電容，所述第二二極管并聯(lián)有第三電阻，第一二極管與接地端之間的接點(diǎn)作為高壓輸入端連接到所述正電極和電感之間的接點(diǎn)，第一電阻與第二電阻相背的一端作為低壓輸入端連接到負(fù)電極。
[0006]上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下:
1.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。
[0007]2.作為優(yōu)選，所述輸出模塊包括一位于電源端與高速比較模塊的輸出端之間的上拉電阻，串聯(lián)的第三限流電阻和LED顯示燈與所述上拉電阻并聯(lián)，該LED顯示燈用于顯示間隙狀態(tài)。
[0008]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
本發(fā)明專用于PCD材料的電火花放電加工裝置，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】
[0009]附圖1為本發(fā)明專用于PCD材料的電火花放電加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明電火花放電加工裝置中采樣模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]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；101、第一電阻；102、第二電阻；103、第一二極管；104、第二二極管；105、濾波電容；106、第三電阻；11、配置模塊；12、高速比較模塊；121、運(yùn)算放大器；13、輸出模塊；131、上拉電阻；132、第三限流電阻；133、LED顯示燈；14、第一限流電阻；15、第二限流電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1:一種專用于PCD材料的電火花放電加工裝置，包括正電極1、與待加工PCD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)；
所述加工狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊5包括:依次連接的采樣模塊10、配置模塊11、高速比較模塊12和輸出模塊13，所述采樣模塊10進(jìn)一步包括串連的第一電阻101、第二電阻102，第二電阻102與第一電阻101相背的一端作為米樣輸出端，第一二極管103位于米樣輸出端和第二電阻102的接點(diǎn)與接地端之間，第二二極管104位于采樣輸出端和第二電阻102的接點(diǎn)與電源端之間，所述第一二極管103并聯(lián)有濾波電容105，所述第二二極管104并聯(lián)有第三電阻106，第一二極管103與接地端之間的接點(diǎn)作為高壓輸入端連接到所述正電極1和電感7之間的接點(diǎn)，第一電阻101與第二電阻102相背的一端作為低壓輸入端連接到負(fù)電極2。
[0012]上述低壓放電回路、高壓放電回路