微秒級高頻微細電解加工脈沖電源研制.pdf

1、電解加工(Electrochemical Machining，ECM)是一種利用金屬工件在電解液中發(fā)生電化學溶解來實現(xiàn)材料去除的非接觸式特種加工方法，具有傳統(tǒng)切削加工難以比擬的優(yōu)點，如工具電極無損耗、不受導電材料性能（硬度、強度、韌性等）的限制、被加工表面無應力和熱影n向層等。研究表明，高頻脈沖電解加工可以大大提高成形精度和改善表面質量，且脈沖頻率越高，脈沖寬度越窄，加工效果越明顯。
　　本文針對一種新型醫(yī)用針頭小孔電解加工工藝研

2、究，研制了微秒級脈沖電源樣機。該電源采用直流加斬波輸出的形式，并設置有快速短路保護系統(tǒng)。直流穩(wěn)壓模塊由工頻變壓器、帶平衡電抗器雙反星型整流電路和穩(wěn)壓調壓電路等實現(xiàn)交流電到直流電的轉換，電路結構簡單，動態(tài)響應快、可靠性好、且調壓穩(wěn)壓精度高。
　　斬波器以GB型IGBT模塊為功率開關器件，其驅動控制由UPD79F9211CPU單片微控制器觸發(fā)脈沖實現(xiàn)，并通過脈寬調制技術對電源輸出波形的頻率與占空比進行調節(jié)。同時，針對IGBT模塊失效形

3、式的分析，設置有過壓保護、過流保護和熱保護，保證了電源穩(wěn)定、安全、可靠地工作。
　　利用本電源樣機對針頭小孔電解加工工藝試驗進行初步探究，并運用正交法對影響小孔加工效果的電參數(shù)進行優(yōu)選。以加工時間為評價指標，較優(yōu)的試驗參數(shù)組合為:加工電壓14V、脈沖頻率40kHz，占空比0.5;以小孔長短徑比為評價指標，較優(yōu)的試驗組合為:加工電壓12V、脈沖頻率30kHz，占空比0.3。試驗結果表明微秒級脈沖電源可以滿足針頭小孔的加工要求，同時也