納秒級脈沖電源研制及微細電解工藝試驗.pdf

1、電解加工是利用電化學(xué)陽極溶解的原理將零件加工成型，具有工具無損耗、加工表面質(zhì)量好、與零件材料硬度無關(guān)、加工后工件無應(yīng)力和變形等優(yōu)點。而且加工過程中材料是以“離子”溶解的方式去除，這種微去除方式使得電解加工在微、納米加工領(lǐng)域有著很大的發(fā)展前景。 國內(nèi)外大量研究表明，應(yīng)用高頻脈沖電源是提高電解加工精度最有希望的技術(shù)途徑。采用納秒脈沖電源進行微細電解加工，可將電化學(xué)反應(yīng)集中在電極周圍很小的區(qū)域內(nèi)，也即可以實現(xiàn)定域蝕除，從而實現(xiàn)微米級的

2、電化學(xué)加工。 本文針對微細電解加工的要求，成功研制出用于微細電解加工的納秒級脈沖電源，其最小穩(wěn)定輸出脈寬50ns，額定電流1A，占空比和頻率均獨立可調(diào)；針對微細電解加工工藝的特點設(shè)計了快速保護電路，短路保護控制在5μs以內(nèi)；為實現(xiàn)高精度的微細電解加工提供了保證。 該電源采用直流加斬波輸出方案，直流部分采用穩(wěn)壓集成塊調(diào)壓，電路簡單，可靠，成本低廉。設(shè)計的高頻信號發(fā)生器工作頻率范圍寬，波形調(diào)節(jié)方便；快速驅(qū)動信號具有陡峭的上升

3、和下降沿，為斬波器提供了良好的驅(qū)動保證。斬波主器件采用快速互補功率場效應(yīng)管作為斬波開關(guān)，解決了波形失真問題。電源實際輸出波形良好，體積小，效率高，方便攜帶。 用本電源樣機進行了微細電極加工實驗。采用100ns的脈寬、5.2v電壓，在微細電解裝備上加工出直徑約為20μm長約900μm的均勻圓柱體電極和100ns的脈寬、4.5v電壓下加工出直徑60μm、長4.2mm的螺旋電極，得出了加工電壓對電極形狀的影響。還用本電源進行了微細孔加