超硬刀具电火花刃磨技术的研究
图2 晶体管开关型高压PLC脉冲电源原理图
本电源中限流电阻R是大功率线绕电阻，它与电感L串接在一起，当晶体管瞬时关闭时会在其集电极端产生一高的尖峰电压，容易击穿晶体管。为此接入续流二极管D1，与R、L组成一泄放回路。由于加工聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼要求电源电压高达几百伏。所以晶体管T必须选用耐压值很高的大功率晶体管。D2是大功率阻尼二极管，用于阻尼掉负半波，降低电极损耗。采样二极管选用快速开关二极管，光耦采用超高速光耦6N137，并且延时电路和整形电路中的元件都要求具有很高的响应速度，否则难以跟踪间隙放电状况。
在本电源的设计中还有一个必须引起注意的问题，即高压电源的获得。因为加工聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼所需电源电压高达几百伏甚至上千伏。这么高的电压直接由变压器得到是非常不理想的。因为工厂实际操作中高压交流电非常危险。最简单的解决措施是采用倍压整流电路。但这种电路存在一个缺陷就是输出电流小，并且随着倍压整流电路倍数的增加输出电流愈小。值得庆幸的是超硬刀具电火花刃磨加工面积不大，所需平均加工电流不是很大。因此采用二倍压整流电路还是可取的。
3 实验结果与分析
生产率和表面粗糙度是超硬刀具电火花刃磨的两项主要技术指标。为了获得良好的表面粗糙度，必须选择好粗、中、精磨时的电源参数。以下就电参数对超硬刀具电火花刃磨效率和表面粗糙度的影响进行了实验研究。实验中，电极材料为紫铜，工件材料聚晶金刚石，工作液为煤油，采用正极性加工。
1) 电阻对加工生产率的影响
图3为电阻对加工生产率的影响曲线。实验条件：电容为1µF，电感为0.025H，电压为260V。从图中可以看出，加工生产率随着电阻值的增加而降低。其原因是：随着电阻值的增加，电容的充电时间延长，因而导致了脉冲频率的减小。从式(1)可以看出，加工生产率随着脉冲频率的减小而降低。所以生产率随电阻值的增加而降低。从图中还可以看出，由于采用大功率晶体管作开关元件，限流电阻可以取得很小。
图3 电阻与生产率的关系
MRR=KaWMfØ (1)