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电解加工作为一种不可缺少的特种加工工艺,因为其独特的优点,在国防工业、航空工业、汽车工业中得到广泛的应用。然而,电解加工精度低,难以满足现代工业对精度越来越高的要求。经近年来的研究实践表明,高频窄脉冲电解加工能有效的提高加工精度和表面质量,因此研究高频窄脉冲电解电源显得尤为重要,同时也是充分发挥电解加工技术潜力的有效途径之一。
本课题结合电解铣削加工以及电解-机械复合加工软基复合材料的特点,设计一种多用途电解脉冲电源。它既能产生单极性高频脉冲应用于电解铣削加工中,又能产生双极性脉冲应用于电解-机械复合磨削加工软基复合材料中。
本电源直流部分采用晶闸管整流调压方案省略了铜、铁损耗大的工频变压器,提高了电源的效率并减小了电源的体积和重量。通过设计合适的反馈电路,在整流电路移相调压的基础上实现电压的自动微调节,保证了输出电压的稳定。晶闸管整流调压方案电路简单,工作稳定。
斩波部分选择功率MOSFET作为主功率开关器件对两直流电压进行斩波,最终得到双极性脉冲,利用接线的变化可以切换到单极性脉冲输出方式。电源以PIC18F458单片机为控制核心,实现两路带有死区延时的PWM输出及频率、脉宽的调节,并在此基础上设计了快速驱动电路、快速短路保护、过流保护以及缓冲吸收回路,通过仿真与实际电路相结合的方法使电路得到了合理优化,提高了系统的稳定性。
应用此电源进行了电解-机械复合磨削加工和电解铣削加工工艺试验,取得了较好的加工效果,验证了本电源采用双直流斩波方案的可行性以及电源自身的稳定性,能够满足多种加工条件的要求。