纳秒级脉冲电源的研制

根据微细电化学加工的工艺特点,采用FPGA和MOSFET设计了双MOSFET的电化学加工纳秒级脉冲电源。该脉冲电源可以提供脉宽和脉问以及占空比可调的纳秒级脉冲,输出脉宽最小可达40ns,提高了加工过程的稳定性和加工极限能力;并利用阳极腐蚀结合湿印章的“电化学湿印章技术”实现了微细电化学加工,获得了较高的分辨率。     

微细电化学加工纳秒脉冲电源的研制

根据微细电化学加工的工艺特点,采用CPLD器件EPM7160与8位单片机STC12C5A60S2,设计了微细电化学加工纳秒脉冲电源。脉冲参数设置通过专用键盘或RS232实现,参数显示采用国显电子的12864液晶模块实现,人机界面友好。通过RS232,电源可以接受主控计算机的实时参数调整。测试表明,脉宽、脉间等脉冲参数可调,且调节方便,通用性强。输出脉宽、脉间可以调至20ns以下,适于微细电化学加工。     

应用Proteus和Keil联调的纳秒脉冲电源的仿真设计

微细加工技术是MEMS器件加工工艺的关键环节,基于阴极生长成型的电沉积技术由于精度高,可控性强被广泛应用。微电铸是MEMS器件成型过程中的关键工艺步骤,脉冲电源是微电铸步骤中所使用的重要实验设备之一。传统的脉冲电源利用开关管斩波的方式,控制复杂且成本高,利用DDS芯片制作脉冲电源需要复杂的滤波环节。设计了一款脉冲波形为矩形,脉冲宽度在百纳秒级别的脉冲电源。选择ICL8038芯片作为高频脉冲发生器,利用AT89C51单片机控制数字电位器MAX5413来调节ICL8038芯片所产生的矩形脉冲波频率和占空比等参数,采用液晶显示屏来显示矩形脉冲波的频率和占空比参数的信息。并采用Proteus和Keil软件联调的方式,对电源电路进行了仿真设计。结果表明:波形纯净,脉冲陡峭,控制电路简单,无需复杂的滤波环节,成本较低,适用于微电铸加工。     

微细电火花加工用晶体管脉冲电源的研究

在传统晶体管脉冲电源的基础上，研制开发了一种适用于微细加工的晶体管脉冲电源，这种脉；中电源可以满足微细加工中粗加工、精加工的不同需要，可实现最小脉宽为50ns的放电电流。通过微细孔加工实验，对所开发的晶体管脉冲电源的加工特性与传统的RC脉冲电源进行了分析比较，实验结果表明前者的加工效率约为后者的2～6倍。     

纳秒脉冲激光加工不锈钢表面

通过对316L不锈钢表面进行纳秒脉冲激光处理分析的研究。结果表明：纳秒脉冲激光在316L不锈钢表面形成了微结构,改变了样品表面的形貌。实验中采用纳秒脉冲激光对不锈钢在空气中进行辐照,研究了表面微结构在不同扫描速度、扫描电流和扫描次数下的演化情况。不锈钢的市场前景十分可观,纳秒激光脉冲技术的发展也倍受青睐,将材料与新兴技术相结合,具有很好的研究意义。     

基于FPGA的纳秒级微细电解加工脉冲电源的研制

针对微细电解加工的精度要求,研制出适合于微细电解加工的纳秒级脉冲电源。利用FPGA内部的高频时钟产生出高频的脉冲信号,经放大和斩波后得到纳秒级脉冲,脉冲频率调节范围较宽。采样信号经FPGA内部编程处理后输出反馈信号实现短路保护。使用该电源进行相关的工艺试验,验证了电源的可行性。     

电解加工脉冲电源间隙电压检测方法

脉冲电源在电解加工过程中需要控制脉冲电压与间隙配合,使加工稳定以提高精度,电压检测则是脉冲电源检测中重要环节。介绍了脉冲电源在电解加工过程脉冲电压的常用检测方法,分析其原理及特点,设计出一种简单稳定可靠,适用于高频可调脉冲电源电压隔离检测电路。     

单晶硅表面微结构纳秒脉冲激光加工研究

以单晶硅为对象,使用波长355 nm、脉宽15 ns的纳秒激光对单晶硅进行烧蚀加工试验研究.基于单因素法设计并完成了单晶硅纳秒脉冲激光直线刻蚀试验,探究了激光输出功率、激光脉冲重复频率、激光扫描速度和扫描次数对纳秒脉冲激光加工单晶硅表面形貌的影响规律.基于优化的加工工艺参数,在单晶硅表面制备出方形阵列的微结构.     

适用于齿轮电跑合的晶体管脉冲电源及工艺

适用于齿轮电跑合的晶体管脉冲电源及工艺上海机械高等专科学校（２０００３１）庞述圣１－直流电源２－主振极３－分频及放大级４－推动级５－功放级６－检测间隙电阻级１齿轮电火花跑合基本原理及特点齿轮电火花跑合的工作原理是：在齿轮电火花跑合过程中，两齿轮间注以...     

一种基于MOSFET的晶体管式微细电火花加工脉冲电源的研究

通过对RC式脉冲电源和晶体管式脉冲电源的综合比较,提出一种基于FPGA的晶体管式微细电火花加工脉冲电源,该电源结合FPGA开发板和IR2101专用集成半桥驱动器,驱动半桥式结构的功率MOSFET,电源经实验验证后,在加工精度、效率及表面粗糙度等方面表现良好。经测试,该电源最高频率可达1 MHz,输出脉宽1～101 ms可调,开路电压1～200 V可调,同时结合微细电火花加工的实际需求,可以实现粗、半精、精三种加工形式。     

纳秒脉冲电流提高微细电化学加工精度的研究

分析了电极反应的暂态过程,探讨了超短脉冲电流提高电化学加工精度的机理,并根据法拉第定律和巴特勒伏尔摩方程建立了电化学暂态加工的数学模型。在微细电化学加工系统中,采用纳秒级的超短脉冲电流,通过加工试验验证了理论分析,加工出了直径为20μm的微小孔。     

氧化铝陶瓷基板紫外纳秒激光打孔工艺研究

氧化铝陶瓷基板作为雷达微波组件的核心部件,其硬脆特性使得传统加工方法在导通孔加工中存在很多限制。激光加工作为一种非接触式高能束加工方法,是氧化铝陶瓷表面孔加工的最优选择。文中主要研究了紫外纳秒激光氧化铝陶瓷表面孔加工中的激光加工参数（包括激光平均功率、扫描速度和扫描次数等）对孔的特征尺寸（包括入口直径、出口直径和锥度）的影响规律,并分析了各种规律产生的相关机理。此研究为雷达微波用电子陶瓷基板的导通孔加工提供了有力的理论依据和技术支持。     

基于油气润滑的超高转速电主轴轴承润滑性能的试验研究

超高转速条件下主轴轴承内部的润滑特性,是制约电主轴所能够达到的最高转速和影响其动态稳定性的主要因素之一.在油气润滑条件下,利用超高转速电主轴结构,通过改变供油量、转速、轴向预载荷等状态参数,测试反映主轴轴承润滑性能的油膜电阻和轴承部位的温度,对轴承内部的润滑状态性能进行试验研究.结果表明,转速和供油量是影响轴承内部润滑油膜电阻和轴承温升的主要因素,对应于某一转速等特定工况,总存在一个最佳供油量,使轴承能够处于最佳润滑状态;在超高转速条件下,轴承内部会出现严重的"乏油"现象,易导致润滑性能变差、轴承工况条件恶化等.     

超高速平面磨削振动特性试验研究

以关键部件为研究对象,通过在超高速磨削实验台上进行磨削工艺试验,对比不同参数下加速度振动信号和磨削力信号的时频特征,分析了磨削过程振动特性及其各种影响因素,提出磨削工艺参数优化方案。     

脉冲激光光屏法观测高速电弧喷涂飞行金属粒子形态

采用脉冲激光光屏法对飞行粒子进行测量，可以确定粒子在飞行过程中的尺寸、分布、几何形状等参数，并能分析出粒子的雾化过程，对分析电弧喷涂过程有一定的理论意义。实验结果表明，采用脉冲激光光屏法观测铝丝材高速电弧喷涂时的飞行粒子是行之有效的方法，它能有效消除环境的干扰、揭示粒子场的状态、突出粒子信息，影像清晰，通过对图像分析，可得到高温、高速飞行的粒子在不同阶段的尺寸、形态、分布情况的信息，以便对高速电弧喷涂过程进行控制，使喷涂层的质量进一步提高。     

电火花精微加工脉冲电源设计

设计了一种脉冲能量可控，附有消电离环节的新型电火花精微加工脉冲电源，利用一个开关管控制是容器的充电过程，另一个开关管控制放电过程，提高了加工效率，保证了被加工工件的表表面质量，本课题由国家教育部留学回人员基金资助。     

基于C8051单片机的电火花线切割自适应电源研究

对电火花线切割脉冲电源的原理进行了探讨与分析,介绍了一种基于C8051单片机的新型电火花线切割自适应电源的设计方法.对放电状态进行在线检测,该系统能够通过对放电脉冲的自适应调整,使极间放电状态总是处于理想状态,能够较好地适应加工条件的剧烈变化,大大提高了线切割加工过程的稳定性和加工品质.     

超高速磨削的比磨削能研究

阐述了超高速磨削的机理，介绍了磨削中的尺寸效应和比磨削能。对超高速磨削条件下比磨削能的影响因素进行了分析，得出了在超高速磨削下，比磨削能与未变形的磨屑厚度的关系。同时，比磨削能随工作台速度、磨削速度、实际磨削深度以及材料的去除率的增加而降低，而良好润滑的磨削液可使比磨削能保持在低水平，在同样的磨削参数条件下，工件的材料对比磨削能也有一定的影响。采用超高速磨削，对改善磨粒的切削状态，降低比磨削能是非常有利的。