微细电火花加工用脉冲电源技术的基础研究

在微细电火花加工中，使用RC放电回路容易得到数十至数百纳秒的窄脉宽电流，但RC放电回路由于向电容器充电所需时间而不能得到很高的放电频度，严重影响其加工效率。为此，本研究开发了微细电火花加工用晶体管式脉冲电源，并对其加工特性进行了评价，找出了适合于微细电火花加工的晶体管式脉冲电源。实验结果表明，自振式晶体管脉冲电源因其加工速度慢并不适于微细放电加工。通过开发等脉宽晶体管脉冲电源，可实现脉宽80ns的放电电流，与传统的RC放电回路相比，加工速度可提高2至3倍。     

电火花微细加工的工艺研究

本文以工艺试验为基础，结合电火花放电机理、固体材料的传热理论，研究了微能脉冲放电波形与加工表面形貌的关系及脉冲能量在工件与电极上的分配。     

微尺度条件下的单脉冲电火花放电特性

借助高频微能脉冲电源研究了微尺度条件下单脉冲电火花放电加工的材料去除特性及放电特性,对放电能、放电凹坑半径及热影响区半径进行了统计分析,并讨论了其随放电持续时间的变化趋势。结果表明:放电维持电压、放电电流与放电持续时间和开路电压无关,单个脉冲的放电能量与放电持续时间成正比;随着放电持续时间增加,放电凹坑半径先迅速增大后缓慢增大,最后趋于平缓,热影响区半径先迅速增大后持续缓慢增大。研究结果具有一定的应用价值。     

新型同步脉冲电源设计

设计了一种新型同步脉冲电源，它利用变化的间隙调制直流电源击穿间隙、产生同步放电，再由ＶＭＯＳ开关管适时、适度地切断放电电流，形成与超声波加工同步的连续放电脉冲。这种脉冲电源，同步放电脉冲产生可靠，对超声波发生器功率不做特别要求，脉间、脉宽可以在线设定、调整。在原理介绍之后讨论了实现同步加工的时间控制条件     

超声频间隙脉放电加工的放电特性和加工特性的理论研究

本文对超声频间隙脉冲放电加工的放电特性和加工特性进行了详细的理论研究。研究结果表明：超声频间隙脉冲放电加工的放电电流和电压特性与一般的电火花加工是不同的。并且加工效率高于普通电火花加的效率，而其加工表面粗糙和加工形状精度接近于普通电火花和加工的表面粗糙度和加工形状精度。     

难加工材料的电火花加工脉冲电源研究

针对目前航空、航天等领域中日益广泛应用的硬质合金等材料出现的切削加工困难、电加工蚀除速度慢的问题,设计了带有放电爆炸力的电火花加工脉冲电源。建立了电火花放电加工的热力学传导模型,通过有限元仿真方法得出具有放电爆炸力的单次脉冲能够明显提高难加工材料蚀除量的结论。加工对比实验证明具有放电爆炸力的脉冲电源能够实现高效、稳定的放电加工。     

聚晶金钢石机械电解放电复合加工放电通道的研究

本文对聚晶金刚石机械电解放电复合加工的放电过程及其特点进行了研究。指出了在单次脉冲放电时，可能出现多次击穿，且每次击穿的通道呈高频振荡和跳跃状态。     

激波电火花复合微细孔加工试验研究

提出了一种新复合微细电火花加工方法，通过工件的微幅激振改善加工条件，提高放电加工脉冲利用率和微细孔加工的深径比。介绍了实验装置的构成，并给出了初步试验结果。     

激波电火花复合微细孔加工试验研究

提出了一种新的复合微细电火花加工方法，通过工件的微幅激振改善加工条件，提高放电加工脉冲利用率和微细孔加工的深径比。介绍了实验装置的构成，并给出了初步试验结果。     

低电压下微能RC脉冲电源放电波形研究

RC脉冲电源是微细电火花加工中常用的电源,低开路电压下的微能RC脉冲电源可实现更加微细和精密的电火花加工.针对低开路电压下的微能RC脉冲电源放电波形进行观测,对不同充电电容和开路电压下的充电电容两端电压、放电间隙两端电压及放电回路的电流波形进行了对比和分析.研究发现:由于回路中寄生参数的影响,充电电容两端电压与放电间隙...     

新型同步脉冲电源设计

设计了一种新型同步脉冲电源,它利用变化的间隙调制直流电源击穿间隙,产策步放电,再由ＶＭＯＳ开关管适时,适度地切断放电电流,形成与超声波加工同步的连续放电脉冲。在原理介绍之后讨论了实现同步加工的时间控制条件。     

超声电火花同步复合加工用脉冲电源设计

研制了一种超声电火花同步复合加工用的半独立式Ｔｒ－ＲＣ脉冲电源。对电容的放电能量进行了功率最高输出控制，加强放电通道的消电离措施，提供了ＲＣ参数选择的严格公式。     

钛合金混合气体雾化放电烧蚀铣削加工工艺研究

采用由氧气浓度大于氮气浓度组成的混合气体与水经过雾化形成的雾化介质，通入中空旋转电极进入极间放电进行混合气体雾化放电烧蚀铣削加工，利用介质中的氧气介质与放电形成的熔融材料发生剧烈的化学反应释放热能快速实现钛合金高效蚀除，而介质中的氮气和水降低氧气浓度，实现放电加工过程的稳定性；通过单因素试验研究加工工艺参数对材料去除率等工艺指标的影响。结果显示：在相同条件下，混合气体雾化烧蚀铣削加工的材料去除率是空气雾化放电铣削加工的3倍以上，在小电流加工条件的过切量小于空气雾化放电加工；在放电烧蚀铣削加工钛合金时，材料去除率随着放电电流、脉冲宽度及气体压力的增加而增加。     

SiC/Al功能梯度材料的电火花多脉冲温度场仿真

为探索Si C/Al功能梯度材料的电火花加工特性,建立了电火花加工连续多脉冲放电温度场仿真模型,开展了连续多脉冲放电蚀除动态模拟仿真研究,应用生死单元法分析了放电凹坑位置的随机分布情况,研究了峰值电流、脉冲宽度对放电凹坑和材料去除率的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:随着峰值电流和脉冲宽度的增大,材料去除率逐渐提高,仿真结果与实验结果具有相同的变化趋势;误差分析显示,理论值与实验结果最大误差为9.84%,最小误差为5.10%。     

超声电火花同步复合加工用脉冲电源设计

研制了一种超声电火花同步复合加工用的半独立式Tr－RC脉冲电源。对电容的放电能量进行了功率最高输出控制，加强了放电通道的消电离措施，提供了RC参数选择的严格公式。     

放电能量实时控制的双极性电火花加工脉冲电源

通过观测电火花放电现象对加工的影响,发现可控的双极性电火花加工能用更低的加工刀具磨损率获得比传统单极性电火花加工更高的材料去除率和效率,因此基于先进的电力电子技术,提出了一种双极性通用型电火花加工用脉冲电源,并给出相应的能量控制策略,还采用可提供连续正负脉冲输出的全桥电路作为该脉冲电源的主电路,并引入间隙电压和间隙电流的和作为唯一的控制量,在引弧阶段采用电压控制,在放电阶段采用电流控制。用一个电路完成放电间隙的击穿和放电能量的控制,减小脉冲电源系统的体积,同时在单个放电过程的各个阶段,对脉冲电压、放电电流、放电持续时间和消电离时间等参数进行合理灵活的调整,在维持放电频率一定的情况下,保证加工过程中单次放电能量的一致,从而实现高效均匀的电火花加工。     

超声波电火花同步复合加工新型脉冲电源的研制

介绍了一种新型２Ｔｒ－ＲＬＣ脉冲电源,它可以简单地和超声波一起完成导电超硬脆材料的超声电火花步复合加工,其中使用了一个功率开关管对脉冲进行等能量充电和同步放电控制,另一个功率开关管对放电通道进行消电离控制,并讨论了Ｒ,Ｌ和Ｃ参数的选取方法。     

大面积PCD复合片电火花加工高效节能脉冲电源的研究

本文通过对大面积PCD复合片材料物理特性的分析及电火花放电加工PCD表面放电机理的研究，分析了电火花加工大面积PCD复合片时影响加工速度及表面质量的重要因素。提出了用于加工大面积PCD复合片的理想电源模型，其特点为：大能量、高峰值电压、高峰值电流、窄脉冲、等脉冲能量输出。根据理想电源模型开发出一种高效、节能、环保型大面积PCD复合片电火花专用脉冲电源。与普通电火花脉冲电源比较，该电源加工效率高、加工表面质量好，电能利用率高，是大面积PCD复合片电火花加工的有效工具。     

电火花加工蚀除过程动态仿真

在电火花单脉冲放电过程仿真的基础上,建立了电火花连续脉冲放电过程的三维热物理模型,利用有限元软件ANSYS模拟了连续脉冲放电过程的温度场分布,得到了连续脉冲放电过程不同时刻温度场分布和材料的动态蚀除过程,并根据脉冲放电的温度场和蚀除凹坑体积,分析了脉冲放电过程的残留温度分布和蚀除凹坑对后续脉冲放电过程的温度场分布和蚀除凹坑体积的影响规律.在仿真过程中,根据数值模拟极间电场强度和分析小孔加工初始时刻放电凹坑分布情况,确定了连续放电仿真模型放电位置的随机选择原则.并通过实验初步验证了材料仿真去除率,为预测材料去除率提供了理论基础.     

电火花线切割电弧脉冲识别与断丝控制

往复走丝电火花线切割加工需通过一定的控制手段避免或延缓断丝的发生.针对BUCK主电路结构的脉冲电源在断丝前出现密集电弧放电的特征,结合实验分析其断丝机理,得到了脉冲宽度与电弧放电发生概率及其电流峰值呈正相关的规律.基于该规律,提出了通过电流脉冲梯度曲线检测电弧脉冲并采用多种手段抑制电弧脉冲以减小电极丝损伤的断丝控制方案...