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。     

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.     

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.     

微细电解加工实验研究

针对微细电解加工中脉冲电源技术,电解液成分配比,以及加工间隙检测、控制等问题开展了微细电解加工技术的试验研究工作.首先讨论了微细电解加工的工艺特点和主要技术步骤,然后利用高频窄脉冲电源进行了加工实验.通过实验现象和实验结果的研究分析,提出了改进加工实验的方案,通过实验证明了本方案和技术路线的可行性,并获得了很好的微结构加工试验结果.通过微细电解加工实验的研究,为微细电解加工的生产应用提供了依据,显示出微细电解加工方法在金属零件微制造方面有着广阔的应用前景.     

超窄脉冲微细电解铣削加工机理和成型预测建模

采用超窄脉冲电源,利用简单圆柱工具电极在数控系统控制下,实现三维微细电解铣削加工.本文探索了低浓度Na Cl O3溶液、超窄脉冲的微细电解铣削加工机理,进行微细电解铣削加工成型预测建模,并进行基于超窄脉冲微细电解铣削加工试验.     

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.     

基于多功能加工平台的微细电解加工工艺

利用多功能微细加工平台的微细电火花加工技术为微细电解加工在线制作微细电极,在低浓度钝化电解液、低加工电压和高频窄脉冲电流加工条件下,利用高速旋转工具电极和微电流密度下电解钝化作用,实现了微米级的微细电解加工.通过工艺实验,研究电压、电解液浓度和进给速度等参数对加工间隙的影响,优化工艺参数.在优化加工条件下,在厚为100μm的不锈钢薄片上微细电解钻削出65μm的微小孔.针对成型电极在微细加工中暴露出的缺点,提出了利用旋转微细电极像微铣刀一样进行微细电解铣削新工艺,加工出高精度型孔和悬臂梁等微结构.     

快速消除维持电压微细电化学加工脉冲电源

以绝缘栅型场效应管(MOSFET)作为开关元件的独立式单路微细电化学加工脉冲电源在脉间存在维持电压,使得微细电化学加工的散蚀增加,导致工件的形状精度降低.在分析维持电压存在特性的基础上,通过分析实验中采集到的波形,对脉冲电源进行改进,设计了双路控制的MOSFET开关电路,并根据MOSFET的开关特性,采用合理的电路参数.对比实验表明,改进后的电源快速消除了脉间维持电压,从而有效地降低了加工过程中的平均电压值,进而使加工表面痕迹的形貌得到了很大的改善,提高了加工的尺寸精度和表面质量.     

超声辅助微细电解制备微细圆柱体电极基础试验

分析了超声因素在微细电解制备微细圆柱体电极工艺中的作用机理,在自行研制的数字化微细电解加工系统上,以超声辅助微细电解的技术手段,利用初始直径400／μm的钨丝进行了微细圆柱体电极的制备试验．试验中重点分析了超声频率、加工电压、电极浸入深度等工艺因素对电极制备质量和制备效率的影响．试验结果表明,超声因素的介入可有效改善微细圆柱体电极制备的成型精度,且其制备效率可提高24．4％～41．2％．     

UV-LIGA与微细电火花加工组合制造微细电解阵列电极

采用UV-LIGA与微细电火花加工组合技术制造大长径比微细阵列电极.先通过UV-LI-GA技术制作微细群孔工具电极,然后通过电火花套料加工制作大长径比微细阵列电极.选取优化的工艺参数:前烘110℃保持12h;三步后烘50℃保持5min、70℃保持10min、90℃保持30min;采用谐振式电火花电源,电压200V、峰值电流1.5A、脉宽3.2μs、脉间6.4μs、放电间隙12μm等,制备了直径85μm、长1.5mm,长径比达17.65的微细阵列电极.最后用制作出的微细阵列电极作为工具电极进行微细电解加工实验,在120μm厚不锈钢板上电解加工出直径150μm、形状均匀的微细阵列群孔结构.实验证明:UV-LIGA与微细电加工组合制造技术是一种可行的制作高深宽比微结构的方法;利用微细阵列电极进行电解加工,能实现高效和高精度加工.     

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。     

电极在线加工技术

在微细电加工领域,工具电极的在线制作技术可减小它的定位误差,有助于提高待加工件的加工精度。本文提出了一种新的电极在线加工的方法,在微细电解加工过程中,将工件固定在工作台或两个相互垂直的加工轴上,让工作台或两加工轴互带正、负电,通过更换加工电源的正、负极性,在三者之间实现相互加工。实验中,分别用三种不同的加工工艺,在线加工出几种微型的工具电极。     

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．     

微细电解线切割加工模型分析与试验研究

基于电化学原理,讨论微细电解线切割加工的机理,建立了加工的理论模型,得出微米尺度线电极进给速度的理论上限.通过电解线切割加工试验,分析各种加工参数对加工精度的影响规律,并加工出缝宽为20 μm左右的微型桨叶结构.试验结果表明,微细电解线切割加工技术能为特殊性能材料的微细加工提供有效的新途径.     

微细电解加工的机理及实验

为研究微细电解加工的基本规律,根据电解加工的基本原理,建立了以电容模型为基础的数学模型.采用高频窄脉冲电源,电解加工主要是以暂态加工为主要过程,电容模型能够较准确地描述脉冲电解加工,对脉冲电解加工提供了公式依据.通过基础实验研究,得出加工间隙随着脉冲频率的提高而减小,加工电压越大加工间隙也越大,浓度低加工间隙也减小的结论以及带螺旋槽的电极排屑效果比圆形的效果更加快速.     

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。     

电火花加工数控脉冲电源问题研究

介绍了电火花加工原理,分析了电火花加工数控脉冲电源特点和数控脉冲电源结构图,从两方面研究了数控脉冲电源适应控制问题,为提高电火花加工数控脉冲电源控制效果提供了依据。     

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。     

线电极电火花脉冲电解二次加工工艺的试验研究

本文从实验的角度出发,提出了一种新型的加工方法,电火花脉冲电解二次加工工艺。这种工艺方法可在现有电火花线切割机床上,通过附加电极丝定位导向器、恒张力机构及水基工作液得以实现。用该工艺方法可得到较低的加工表面粗糙度值和较高的加工精度。     

微细电火花三维加工中电极损耗补偿新方法

为解决微细电火花三维加工中存在的电极损耗问题,提出了一种使线性补偿法与均匀损耗法相结合的新的补偿方法.加工实验结果表明,使用这一新补偿方法可明显提高三维微细电火花加工的加工效率和底面粗糙度,并且减少电极损耗.与均匀损耗法相比,电极损耗长度可减少17.8%,表面粗糙度可降低9.9%,材料去除速率可提高10.1%.