基于电火花加工机床脉冲电源的研究现状与发展趋势

电火花加工自从问世以来，就以其自身的特点备受制造业的广泛关注。脉冲电源作为电火花加工系统的一个重要组成部分。是影响电火花加工工艺指标的主要因素之一。本文分析了研究电火花加工脉冲电源的实际意义，介绍了当前电火花加工脉冲电源的研究现状和新的发展趋势。并对几种新型脉冲电源的研究和应用进行了分析。     

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.     

HYNC-50D场效应管电火花脉冲电源

场效应管电火花脉冲电源,利用电流前沿斜率控制,实现了高效率低损耗放电加工模具,从而提高了模具的仿真度。电压控制型功率器件,利用场效应管实现了窄脉宽高峰值电流放电加工模具,取得了模具最佳加工表面粗糙度和提高去除率的统一。采用单片机和主振级两套脉冲发生器,进一步提高了电火花脉冲电源的可靠性和电火花机床的利用率。     

挠性接头电火花精微加工脉冲电源的研制

分析了脉冲电源中影响挠性接头细颈电火花加工精度和表面粗糙度Ｒａ的因素，得出了等电流脉宽脉冲电源更适合挠性接头电火花精微加工的结论．在此基础上，研制了挠性接头电火花加工专用机床脉冲电源，其最小电流脉宽ｔｅ＝１μｓ．最后就ｔｅ和峰值电流ｉｅ对Ｒａ、生产率ＭＲＲ和相对电极损耗的影响进行了实验．结果表明：Ｒａ随ｉｅ的增大而增大、随ｔｅ的减小而减小；ＭＲＲ随ｉｅ和ｔｅ的增大而增大；相对电极损耗随ｉｅ的增大而增大、随ｔｅ的增大而减小．当ｔｅ＝１μｓ，ｉｅ＝０．５Ａ，脉冲间隔ｔ０＝４μｓ时，Ｒａ＜０．３μｍ，ＭＲＲ＝０．０２ｍｍ３／ｍｉｎ．所研制的脉冲电源可以满足挠性接头电火花精微加工的要求．     

电火花电解复合加工脉冲电源的研制

本文论述了在电火花成型加工机床上进行电火花电解复合加工,对脉冲电源的要求及具体方案的实施。通过工艺参数的对比,取得了较满意的工艺效果,说明这种新型电源是适合电火花电解复合加工要求的。在改进的D5540电脉冲机床上,用上述电源采用复合工作液加工5CrMnMo材料,表面粗糙度Rz=4.3μm时,加工速度为10mm~3/min。     

微细电火花加工的关键技术分析

微细电火花加工方面的几项关键技术包括微小进给装置、微细电极的制备、微小能量加工电源、与其他技术组合的新型加工技术和微细电火花加工过程控制技术。比较了微小进给装置与传统的进给伺服系统的结构特点，并对各项微细电火花技术的技术特点进行了详细分析。微小进给装置的传动精度有系统的频响较高；微细电极的制备技术解决了圆柱、圆锥、螺纹等不同形状的电极或微小零件的制备有对硬质合金、聚晶金刚石等超硬材料的加工问题，可控RC脉冲电源技术易于调整脉冲能量，避免发生电弧性脉冲放电现象；微细电火花加工可与超声加工、电铸加工等技术组合形成各种复合加工技术；模糊控制技术可用于控制电火花加工过程。     

微细电火花加工的关键技术分析

微细电火花加工方面的几项关键技术包括微小进给装置、微细电极的制备、微小能量加工电源、与其他技术组合的新型加工技术和微细电火花加工过程控制技术。比较了微小进给装置与传统的进给伺服系统的结构特点 ,并对各项微细电火花技术的技术特点进行了详细分析。微小进给装置的传动精度及系统的频响较高 ;微细电极的制备技术解决了圆柱、圆锥、螺纹等不同形状的电极或微小零件的制备及对硬质合金、聚晶金刚石等超硬材料的加工问题 ;可控RC脉冲电源技术易于调整脉冲能量 ,避免发生电弧性脉冲放电现象 ;微细电火花加工可与超声加工、电铸加工等技术组合形成各种复合加工技术 ;模糊控制技术可用于控制电火花加工过程。     

提高磁钢电火花线切割加工速度的实验研究

采用一般的脉冲电源对磁钢进行电火花线切割加工,不可避免地将引起充磁,造成排屑困难。本文介绍了一种交变电流的脉冲电源,可以减少对磁钢的充磁效应,并通过实验得出了反向脉宽和反向电流的最佳值。     

电火花成形加工脉冲电源控制系统的设计

本文根据电火花成形加工脉冲电源的控制策略,研究了脉冲电源的硬件设计以及软件设计。控制系统包括脉冲宽度与脉冲间隔控制电路、短路检测电路、断电检测电路以及单片机的相关控制程序。系统采用上位PC机加下位控制模块的主从式两级控制结构,下位控制模块以89C52单片机为核心,由断电检测和短路检测等电路组成。上位控制软件采用LabWindows/CVI开发,主要实现人机交互及数据预处理等功能。     

VMOS场效应管在电火花加工脉冲电源中的应用研究

一种垂直导电型的场效应管—ＶＭＯＳ场效应管，应用在电火花脉冲电源上，改善了脉冲电源的性能，使电火花加工水平得以提高。本文列举了ＶＭＯＳ管电路的一些典型应用。     

并联谐振型微细电火花线切割加工脉冲电源

为了提高微细电火花线切割(WEDM)效率和表面质量,应用并联谐振电路原理,研究出新型的并联谐振型微细WEDM脉冲电源．该脉冲电源利用其辅助电路中谐振电感和谐振电容的高频振荡,在MOSFET管的两端获得零电压或零电流的开通关断条件,降低了开关器件的开关损耗,提高了开关频率,并且可以获得很窄脉冲宽度和很小的单个脉冲放电能量．与传统的脉冲电源相比,此脉冲电源提高了微细WEDM速度和表面质量,并且能切割出高质量的齿顶圆直径为0．3mm的微小齿轮．实验结果表明,这种高质的脉冲电源为改善微细WEDM整体性能、拓展加工领域提供了技术保证．     

脉冲电化学齿轮光整加工电源设计与研究

脉冲电化学齿轮光整加工工艺具有加工效率高、成本低、表面质量好等特点，其实现的关键环节之一是高频、大功率脉冲电源，因此介绍了脉冲电化学齿轮光整加工工艺的原理及特点，论述了脉冲电源的构成原理及设计思路，设计制造出基于现代电力电子器件——绝缘栅双极晶体管(IGBT)的高频、大功率脉冲电源；应用该电源进行齿轮脉冲电化学光整加工试验，得到了满意的结果。     

微细电解加工超窄脉冲电源的研发

超窄脉冲电源是实现微细电解加工的关键技术.本文设计了一种新型双路微细电解电源,包括超窄脉冲的产生和功放、加工过程中检测电路以及对脉冲电源保护的电路等,并能减小脉间期间的极化.通过基于超窄脉冲微细电解铣削加工试验,证实了该电源在微细电解加工的可行性.     

等能量脉冲电源的研究

介绍了等能量脉冲电源的基本工作原理，对电源的组成结构及关键模块的设计作了较详细的叙述，并给出了在线切割机床上的实验结果。实验结果表明，与普通脉冲电源相比，等能量脉冲电源可以提高加工效率20％以上。     

大型工件表面电火花刻字技术

叙述了大型工件表面刻字的有关技术和方法，从经济和技术的角度分析了用电火花加工方法进行大型工件表面刻字的原因。根据电火花加工原理和大型工件表面刻字特点提出了大型工件表面电火花刻字的技术方案。该技术方案以小型电火花机床的主轴头和电源控制柜为基础，重点研究了总体结构、电极与工件之间的三坐标移动、电极精确定位、工作液循环系统等关键技术。简要介绍了为某大型钢铁企业研制的大型轧辊电火花刻字专用机床。现场应用情况表明，该技术方案经济实用，该专用机床稳定可靠。     

试论利用成熟技术发展我国的数控电火花加工中心

为在模具加工时广泛使用电火花加工，国际上已出现高性能的数控电火花加工中心，国内尚未有类似产品：探讨利用国内市场上的成熟技术与设备发展自己的数控电火花加工中心的可能性。     

新型多功能模具数控组合机

将模具加工设备垂直炮塔式铣床与数控电火花机组合成一台机,既能作多功能铣削,又能作电火花数控精密成型加工。既降低了成本,又扩大了设备功能,是模具制造业的一种新型设备。     

降低电火花加工表面粗糙度的附加RC电路法

本文在实验的基础上介绍了在配有矩形波脉冲电源的电火花成型机床上附加RC电路来降低加工表面粗糙度的有关理论,并对实验的工艺效果进行了分析。     

超短脉冲微细电解加工电源及工艺试验

脉冲电源是实现高精度电解加工的关键技术之一.文中研制了一种用于微细电解加工的超短脉冲--纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽为100 ns,额定电流为1 A,占空比和频率均独立可调.该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压.设计的高频信号发生器工作频率范围宽;驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证.斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题.文中还针对微细电解加工工艺的特点设计了快速保护电路,实现了高精度的微细电解加工.最后,利用该电源样机加工出典型微细零件,验证了电源的有效性.     

超短脉冲微细电解加工电源研制

本文提出一种用于微细电解加工的超短脉冲─纳秒级脉冲电源,其最小稳定输出脉宽100ns,额定电流1A,占空比和频率均独立可调。该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用稳压集成块调压,电路简单可靠,成本低廉。设计的高频信号发生器工作频率范围宽,波形调节方便;快速驱动信号具有陡峭的上升和下降沿,为斩波器提供了良好的驱动保证。斩波主器件采用快速互补功率场效应管,解决了波形失真问题。针对微细电解加工工艺的特点设计快速保护电路,实现高精度的微细电解加工。利用本电源样机加工出典型微细零件,验证了该电源的有效性。