电化学光整加工脉冲电源设计

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1、设计·研究《电加工与模具~2015年第4期电化学光整加工脉冲电源设计吴桐，吕蒙，刘政君，董华军(大连交通大学，辽宁大连I16028)摘要：提出了一种基于加工进程自动设定脉冲频率和宽度曲线的脉冲电源设计方案，能根据加工去除量自动调节输出脉冲参数。加工初期，电源输出大占空比脉冲，显著提高材料去除速率；加工后期，输出小占空比脉冲，能有效改善加工精度和表面质量。应用该电源不仅能提高电化学加工效率，还能提高加工精度和表面质量。关键词：电化学加工；脉冲电源；占空比；单片机中图分类号：TG662文献标识码：A文章编号：1009—279X(2015)04—0035—03DesignofE

2、lectrochemicalPulsePowerSupplyBasedonMachiningProcessWuTong，LttMeng，LiuZhengjun，DongHuajun(DalianJiaotongUniversity，Dalian116028，China)Abstract：Thepulsesupplydesignschemeofwhichthepulse~equencyandwidthCUlWeareautomaticallysetduringmachiningprocesswereproposed．Thismethodcanautomaticallyreg

3、ulatepulseparametersaccordingtotheremovingamount．Thepowersupplyoutputsbigdutyratiopulseintheearlyprocessing，whichcansignificantlyimprovethematerialremovalrate．Inlaterperiod，theoutputsmalldutyratiopulsecaneffectivelyimprovetheworkingaccuracyandsurfacequality．Thepowersupplynotonlyenhancesth

4、eelectrochemicalmachiningeficiency，butalsoimprovestheprocessingprecisionandsurfacequality．Keywords：electrochemicalmachining；pulsepowersupply；dutyratio；singlechip电化学加工又称为电解加工，是利用电解液中自动调节输出脉冲电流的占空比和频率。在加工初的金属在外电场的作用下发生阳极溶解的原理，对期输出最大占空比脉冲，获得较快的蚀除速度；剩金属材料进行加工的一种方法[1_3_。国外学者曾用频余蚀除量越小，则输出脉冲的占空比

5、越小，从而获率50MHz、脉宽2ns、电压2．2V的连续超短脉冲，取较高的成形精度与表面质量，达到效率与精度兼在镍金属表面加工出纳米级复杂的微细结构；国顾的目的，在保证加工质量的基础上节约了工时。内学者研制出了峰值电流400A、输出频率30kHz1脉冲电源参数对电化学加工的影响的可调脉冲电源，成功应用于齿轮的光整加工【5J。因此，电化学加工通常采用较大占空比的脉冲电流进脉冲电源的频率．厂、脉冲宽度、占空比D、输出电压、输出电流i等是脉冲电化学加工的主要行粗加工，保证加工效率；采用较小占空比的脉冲电流进行精加工，保证加工精度。然而，粗、精加工参数。其中，脉冲频率．厂与占空比

6、D对加工精度、表面质量及加工效率的影响尤为重要。相互分离，单次加工使用单一的电源参数，很难达到加工效率与加工精度的双重保证。根据法拉第定律可知，电化学加工时的阳极电为解决上述问题，本文提出一种基于工件加工极溶解量(无析出)与通过的电流大小、电解时间成进程自动调节输出参数的脉冲电源设计方案。电源正比。因此，金属的理论溶解质量表示为：控制系统通过对比工件的总加工量和当前进给量，W=~iKQ=71KIt(1)式中：叼为电流效率；Q为通过反应区域的电量；，为通过反映区域的电流；为反应时间；为溶解金属收稿日期：2015—04—23第一作者简介：吴桐，男，1990年生，硕士研究生。的

7、电化学当量。一35—《电加工与模具}2015年第4期设计·研究实验研究表明，随着频率提高及脉宽变窄，电2．2大功率斩脉冲模块的设计化学加工的精度和表面质量也有所提高[5-61。在电流斩脉冲功率单元(图2)选用耐压100V通流能与效率不变的情况下，去除量与占空比成正比，即力110A的功率MOSFET模块并联，每组开关管都占空比与加工精度、表面质量成反比。当脉冲频率具有特性相同的缓冲滤波网络，以防止高频工作状一定时，占空比越小，加工效率越低，精度越高；反态下的电压过冲【l叫。并联后，每组开关管额定通流能之，加工效率提高，精度降低。