文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
微细电解加工窄脉宽脉冲电源的设计与实现
姓名:徐扬帆
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:林伟
20100501
摘要微细电解加工是微细加工领域的一个重要研究方向,已经得到世界上许多国家的高度重视。应用于微细电解加工的脉冲电源是微细加工系统的重要组成部分,脉冲电源性能指标的好坏将直接影响微细电解加工工艺指标的优劣,因此研制出满足微细加工要求的脉冲电源具有重要的意义。国内外的大量研究实验表明:应用单个脉冲能量可控的高频窄脉宽脉冲电源是实现微米级的电化学加工精度的最有效途径之一。本文首先从微细电解加工脉冲电源的基本原理出发,对影响微细电解加工精度的脉冲电源指标参数和影响实现窄脉宽的技术因数进行理论分析和讨论,为窄脉宽的脉冲电源设计奠定理论基础。针对微细电解加工对脉冲电源的技术指标要求,给出了微细电解加工窄脉宽脉冲电源的硬件设计方案。以单片机和作为微控制器的核心,利用模块化的方法对放电主回路、控制回路和反馈控制回路进行了系统的设计。同时,运用对高频脉冲产生单元各子模块进行了全面的仿真,验证了脉冲电源设计方案的可行性。以构建的窄脉宽脉冲电源的硬件系统为平台,基于微细电解加工的基本需求,完成了上位机操作界面和窄脉宽脉冲电源软件系统的设计,实现了数据通讯、一定范围内脉冲电源技术参数和加工参数的在线设定及放电间隙检测等控制任务。最后,应用本文设计的窄脉宽脉冲电源在不同的脉宽下,在微细加工装置上对镍片进行微细孔加工对比实验,并对脉冲电源关键模块输出的脉冲波形进行观察和分析。加工实验结果表明:加工出来的微细孔表面精度良好;且脉冲电源满足预期设计的窄脉宽要求。关键词:微细电解加工,脉冲电源,窄脉宽
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触导师┟:签名:笙&趁坚日期:羔缝:郝日期:丝≤:乡独创性声明学位论文使用授权书研究生┟:本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息服务。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀课题背景精密制造技术是机械制造中的重要研究领域,对加工技术的发展有重要的意义。各个国家十分重视现代加工技术和制造业的发展,利用他们制作出新型产品以及提高国家的核心竞争力【俊=昀矗餍懈饕刀晕⑾腹ぜ例如:光学码板氏殖黾ù蟮男枨螅⑾讣庸ぜ际跛哂芯ǘ雀吆凸ひ招院玫扔诺愕玫搅较快的发展,并在精密制造技术中发挥了重要的作用。从粗糙加工到精密加工至到超精密加工的飞跃,逐步呈现出许多新型的加工方法,最具有代表性的有微细电火花加虺艵臀⑾傅缃饧庸虺艵取随着微细电火花加工和微细电解学加工技术的日益广泛应用,基于微细加工技术的脉冲电源也得到越来越多的重视。在机械加工领域中,世界各国在微细加工脉冲电源技术上投入了大量的研究。微细加工脉冲电源的性能指标直接决定被加工工件的加工精度,要想实现表面加工精度从毫米级向纳米级的跨越,进一步对微细加工脉冲电源的研究有着更深远的意义。微细电解加工脉冲电源是微细电解加工中最为重要的装置之一,从二十世纪三、四时年代以来,人们一方面的探索微细电解加工本质,从加工过程中分析脉冲电源参数对微细加工工艺的影响,为实现高精度的工艺奠定理论基础;另一方面从微细电解加工的微能脉冲电源入手,通过加工试验来探索电源参数对加工工艺的影响,不断的深入研究以达到更好的加工效果。大量的实验数据显示:单个脉冲放电能量、脉冲电源的输出电压和电流值的大小、脉冲的宽度是影响微细电解加工的精度、被加工工件表面质量最为重要的电源参数【。因此,从影响微细加工的电源参数入手提高微细电解加工的精度和工艺性是最为重要的途径之一:单个脉冲的能量、电流的大小、脉冲的宽度是脉冲电源关键性的技术指标,近年来已成为国内外研究的重点。武汉理工大学硕士学位论文
,,利用被加工工件在电解液中产生阳极溶解的电化学反应原理而对工件进行成型加工的一