机械-电火花-电解复合磨削专用电源研究.pdf

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1、《电加工与模具》2006年第6期设计·研究机械-电火花-电解复合磨削专用电源研究张佳，梁栋（山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266510）摘要：根据机械-电火花-电解复合磨削加工方法的具体特点，分析了加工所需脉冲电源的电规准要求，在此基础上设计了一种能满足要求的专用脉冲电源。其主电路采用了独立式RC脉冲放电回路，控制电路则通过8051单片机和TC4427高速MOSFET驱动器完成对主电路的控制。关键词：机械-电火花-电解复合磨削；独立式RC脉冲电源；直流电源；控制电路；单片机中图分类号：TG661；TG662StudyonSpecialpulsegeneratorformachine-

2、ElectricalDischarge-ElectrolysisCombinedgrindingZhangJia，LiangDong（ShandongUniversityofScienceandTechnology，Gingdao266510，China）Abstract：Accordingtothecharacteristicsofmachine-electricaldischarge-electrolysiscombinedgrinding，analyseguidingruleofelectricityforthepulsegenerator，thenputforwardspecialp

3、ulsegen-erator.MaincircuitusesindependentRCpulsegeneratorandcontrolcircuitcancontrolthemaincircuitbasedon8051singlechipmicrocomputerandTC4427high-speedpowerMOSFETdriver.Keywords：machine-electricaldischarge-electrolysiscombinedgrinding；independentRCpulsegenerator；DCgenerator；controlcircuit；singlechi

4、pmicrocomputer机械-电火花-电解磨削加工是一种复合加工技属结合剂，它是影响加工工艺指标的关键设备之一，术，它利用金属结合剂CBN砂轮的良好磨削性能，其性能优劣直接影响磨削效率、精度、磨削温度、稳采用砂轮断续磨削技术，针对砂轮粘附性强、磨削温定性和工件表面质量。度高的高温合金，通过对砂轮的在线电火花电解修整，有效地提高磨削效率、降低磨削温度。加工实验研究表明：该技术对精密加工高温合金等难磨削材料有显著效果，是一项可应用于航空、船舶及化学工业中热端部件［1］加工的先进工艺方法。加工原理如图1所示（砂轮凸槽上端2／3为CBN层）。由于是电火花、电解和机械3种加工方法的复合，所以要必须

5、要有与之相匹配的脉冲电源。1电源电规准的选择图1机械-电火花-电解复合磨削原理图l.l脉冲电源类型的选择脉冲电源要为电火花放电提供击穿工作液介质电火花加工脉冲电源的基本类型有弛张式、闸所需的电压，在间隙击穿后提供能量以蚀除金流管式、电子管式、可控硅式、晶体管式等［2］。收稿日期：2006-07-10传统弛张式RC脉冲电源结构简单、容易调整第一作者简介：张佳，男，1958年生，副教授。单个脉冲放电能量和实现很高的充放电频率，在小—28—设计·研究《电加工与模具》2006年第6期功率时可获得很窄的脉宽（小于0.1!S）和很小的单!.#脉冲频率的确定个脉冲能量，但弛张式RC脉冲电源放电过程中没脉冲

6、频率与磨粒磨损的快慢有密切关系。在单有消电离环节，脉冲能量不可控，脉冲放电能量的个脉冲能量一定的情况下，频率过高则砂轮损耗就一致性差［2］。快；频率过低则加工条件恶化。如果频率达不到足晶体管式脉冲电源是通过开关元件来实现脉冲够的值，则会造成砂轮表面的坑洼不均匀现象；所以放电的，晶体管式脉冲电源无需向电容器充电，所以所需脉冲频率也需要在一定范围内可调。通过前期它能实现高频放电从而达到很高的加工效率［2］。研制脉冲电源的试验表明，当脉冲频率在3700~Z且由于其放电可通过控制开关元件来实现，所以可的条件下仍存在砂轮表面的坑洼不均匀现象，所通过对极间放电状态的检测，实现对放电过程的适以需要提高脉冲

7、频率，使得脉冲频率可5000"应控制。8000~Z范围内可调。在机械-电火花-电解复合磨削加工方法中，电!.$脉冲间隔的确定火花加工的作用主要是蚀除金属结合剂来修整砂由于选用的是RC脉冲电源，所以电容放电时轮，所需放电能量不是很大，因此采用能产生窄脉宽间很短（!0.1!S），为了控制的方便，选择占空比为电流的独立式RC脉冲电源。这样不仅克服了弛张111的控制脉冲，所以主要确定脉冲间隔即可，由对式RC脉冲电源的