專利名稱：高頻電火花涂覆裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種電火花涂覆裝置。
背景技術：
目前，在較先進的航空發動機和燃氣輪機中，大量采用了電火花涂覆工藝，以提高金屬表面的耐磨性能，特別是鈦合金材料在發動機中的應用，為電火花涂覆裝置提出了新的要求。
現在國內外廣泛采用的電火花涂覆裝置，都是RC沖放電、弛張式電源，該電源雖結構簡單、工作可靠、成本低，但電能利用率和生產效率都很低，且加工時工藝參數不穩定，容易形成電弧放電，影響被加工零件表面質量。

發明內容
為使放電能量均勻，提高加工效率和電能利用率，特別是針對鈦合金材料基體軟、表面易氧化的特點，本實用新型的目的提供一種高頻電火花涂覆裝置，該裝置電源采用了放電間隙和直流電源彼此獨立、互相隔離、能獨立形成和發生脈沖的電源，以達到減少電極間隙物理狀態參數變化的影響，放電頻率高、單個脈沖能量小、涂覆后的零件表面質量好的目的。
本實用新型之結構設計是這樣實現的本高頻電火花涂覆裝置由脈沖電源、可編程序控制器及其輸入輸出部件、振動頭組成(如圖1所示)，其聯接可編程序控制器輸入端與參數設定器聯接，參數設定器設有振動頭ON、暫停、加工結束、加工結束限時報警、脈沖電源ON、加工啟動等參數(如圖5所示)，同時，可編程序控制器輸出與脈沖電源、振動頭電源聯接，脈沖電源通過開關與繼電器節點與電極及工件聯接，電極同時與振動頭聯接(如圖3所示)；脈沖電源由CMOS集成電路主振級、V-MOS場效應管V58推動級、8個V-MOS大功率管功率級組成，其中正極接石墨電極，負極接工件。(如圖2所示)，其聯接是前面為主振級，由CMOS集成電路構成，其輸出聯接推動級，推動級電路由場效應管V58組成，推動級的輸出與功率級相接，功率級由大功率場效應管V50組成，且為8路并聯輸出，功率級輸出聯接電極，電極直接與加工機件接觸，電源另一部分為本機直流電源，直接與本電源主振級、振動級、功率級器件相接，詳細聯接如圖4所示，電源前級為市電交流220V，分別經變壓器變壓后分兩路輸出，經橋式整流后輸出，其中一路整流輸出后經穩壓、濾波直接供給主振級IC組件和振動級場效應管，另一路經整流后直接供給大功率場效應管V50及相關阻容件，同時輸出給加工電極。
本實用新型之優點結構簡單，采用大功率均效應管，放電頻率高，單個脈沖能量小，涂覆加工件表面質量高，是一種較為理想的涂覆機供電設備。


圖1為本實用新型電火花強化機方框圖；圖2為本實用新型脈沖電源方框圖；圖3為本實用新型可編程序控制器PLC控制部分方框圖；圖4為本實用新型脈沖電源電原理圖；圖5為本實用新型可編程序控制器PLC電氣原理圖；圖6為本實用新型可編程序控制器PLC設定器原理圖。
具體實施方式
本實用新型的高頻電火花強化機是利用脈沖電源在火花放電時產生的瞬間能量，把導電材料-石墨涂覆到另一種導電材料-零件的表面上，從而改變了后者的理化性能，電火花強化層是由工具電極-石墨與零件表面在氣體中放電，經微區高溫冶金過程所形成的合金層，所以它與基體材料結合極為牢固，不易剝落，從而提高了零件表面的強度，降低了摩擦系數，起到減磨增強作用。
本實用新型的構成，由脈沖電源、可編程序控制器PLC及其輸入、輸出部件和電極、工件、振動頭組成。
該裝置采用整體箱式結構、自帶保護、冷卻、計量指示裝置。控制部分采用了大規模集成電路，驅動部分采用大功率場效應管V-MOS，加工電壓、脈沖寬度、脈沖間隔可根據實際需要進行調整。
整機自動控制由可編程序控制器PLC完成的，可編程序控制器是該電火花強化機的控制核心，它是通過編程器把用戶工作程序寫到可編程序控制器的存儲器中，各個程序的語句確定了一個順序，按照這個順序PLC對外部輸入口信號進行掃描，根據它們的信號狀態，實現其邏輯運算，再將運算的結果通過輸出口向外輸出信號，實現其控制。加工時間由參數設定器進行設定。(如圖3所示)工作原理接通電源后，(如圖3所示)PLC開始運行，延3秒后PLC輸出口繼電器RY0接通，振動頭開始振動，再延1秒鐘后繼電器RY1接通，脈沖電源接通，加工時間達到參數設定器設定的時間時，加工自動結束，首先斷開脈沖電源，再經1秒鐘后斷開振動頭電源，加工結束，同時報警，這樣一個控制過程，避免了零件的燒傷。開關K2是變換加工電源極性的，DC24V直流電源是繼電器和指示燈的工作電源。
脈沖電源各參數確定后，接通脈沖電源，然后再對可編程序控制器部分進行操作。
把石墨電極安裝在振動頭上，將零件固定在夾具上，接好電源負極。
接通電源，設定好加工時間，按加工啟動按紐PB1，經3秒延時后，PLC輸出口的繼電器RY0通電，其常開接點RY0接通振動頭的電源，振動頭開始振動，再延時1秒后繼電器RY1接電，其常開接點RY1接通脈沖電源，此時可以進行加工，電極與工件開始放電，加工指示燈L2亮，同時計數器開始計時，到達設定時間時，繼電器RY1斷電，其常開接點RY1斷開脈沖電源，指示燈L2滅，加工結束指示燈L4亮，同時延時報警，之后再延時1秒，繼電器RY0斷開振動頭的電源，加工一個周期結束。如果工作中需要暫停，可按暫停按鈕PB3，暫停指示燈L3亮，如果繼續加工，可再按加工啟動按鈕，繼續加工，加工時間累加。每次加工結束都要對計數器進行一次清零，可按復位按鈕即可。
權利要求1.一種高頻電火花涂覆裝置，其特征在于該裝置由脈沖電源、可編程序控制器及其輸入輸出部件、振動頭組成，其聯接可編程序控制器輸入端與參數設定器聯接，參數設定器設有振動頭ON、暫停、加工結束、加工結束限時報警、脈沖電源ON、加工啟動等參數，同時，可編程序控制器輸出與脈沖電源、振動頭電源聯接，脈沖電源通過開關與繼電器節點與電極及工件聯接，電極同時與振動頭聯接。
2.根據權利要求1所述的涂覆裝置，其特征在于脈沖電源由CMOS集成電路主振級、V-MOS場效應管V58推動級、8個V-MOS大功率管功率級組成，其中正極接石墨電極，負極接工件，其聯接是前面為主振級，由CMOS集成電路構成，其輸出聯接推動級，推動級電路由場效應管V58組成，推動級的輸出與功率級相接，功率級由大功率場效應管V50組成，且為8路并聯輸出，功率級輸出聯接電極，電極直接與加工機件接觸，電源另一部分為本機直流電源，直接與本電源主振級、振動級、功率級器件相接。
3.根據權利要求1所述的涂覆裝置，其特征在于脈沖電源前級為市電交流220V，分別經變壓器變壓后分兩路輸出，經橋式整流后輸出，其中一路整流輸出后經穩壓、濾波直接供給主振級IC組件和振動級場效應管，另一路經整流后直接供給大功率場效應管V50及相關阻容件，同時輸出給加工電極。
專利摘要本裝置屬于一種高頻電火花涂覆裝置，該裝置由脈沖電源、可編程序控制器及其輸入輸出部件、振動頭組成，其中脈沖電源由CMOS集成電路主振級、V－MOS場效應管V58推動級、8個V－MOS大功率管功率級組成，其中正極接石墨電極，負極接工件，其聯接是前面為主振級，由CMOS集成電路構成，其輸出聯接推動級，推動級電路由場效應管V58組成，推動級的輸出與功率級相接，功率級由大功率場效應管V50組成，且為8路并聯輸出，功率級輸出聯接電極，電極直接與加工機件接觸。優點結構簡單，采用大功率均效應管，放電頻率高，單個脈沖能量小，激光涂覆加工件表面質量高，是一種較為理想的涂覆機供電設備。
文檔編號C23C24/00GK2617780SQ0321317
公開日2004年5月26日 申請日期2003年5月19日 優先權日2003年5月19日
發明者景春穎, 孫恩德, 王德新 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司