納秒脈寬微細電火花加工電源研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學校代號：11845學號：211080101l廣東工業(yè)大學碩士學位論文(工學碩士)納秒脈寬微細電火花加工電源研究田桂紅指導教師姓名、職稱：專業(yè)或領(lǐng)域名稱：學生所屬學院：論文答辯日期：摘要摘要隨著近年來航空航天技術(shù)、微電子技術(shù)及計算機技術(shù)的高速發(fā)展，制造業(yè)加工精度已從20世紀的微米級提高到目前的亞微米甚至納米級，生產(chǎn)實踐的需求促進了先進制造技術(shù)的快速發(fā)展。微細電火花加工以其獨特的加工原理和對加工材料的廣泛適應(yīng)性而在國

2、防與民用工業(yè)等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用，且加工的精密、微細化已使其成為當前加工技術(shù)的主流之一。由于微細電火花加工的工件尺寸微小，要實現(xiàn)微細電火花加工，就要求每次放電的去除量盡可能小，而脈沖電源的單次放電能量直接決定了單個脈沖去除量。為了減小單次放電能量，就要盡可能縮短脈沖電源輸出的脈寬時間。通過分析影響超短脈寬脈沖輸出的若干因素，總結(jié)出高精度高頻率的信號源、主電路中功率開關(guān)管的快速開關(guān)速度、驅(qū)動功率開關(guān)管的大電流是實現(xiàn)超短脈寬脈沖的主要途

3、徑。根據(jù)這些理論，電源設(shè)計采用高穩(wěn)定性高精度的FPGA設(shè)計高頻窄脈沖信號的發(fā)生，快速MOSFET管作為放電加工的主控管?？烧{(diào)直流供電部分通過調(diào)節(jié)MOSFET的占空比來實現(xiàn)電壓可調(diào)，電路簡單、可靠，體積??；加工主電路通過控制MOSFET實現(xiàn)納秒級脈寬輸出的微細電火花加工能量微能化，使電火花加工的工件表面質(zhì)量得到提高。控制部分采用FPGA和單片機聯(lián)合控制輸出高精度信號源以及專用驅(qū)動芯片進行MOSFET功率放大設(shè)計，研制了一臺微細電火花加工用

4、的納秒脈寬脈沖電源。設(shè)計中采用單片機設(shè)置加工脈寬參數(shù)，將設(shè)定值發(fā)送給FPGA進行高精度窄脈沖輸出使電源最小脈沖脈寬輸出可達100ns，而且精度高穩(wěn)定性好，為微細加工提供了可靠的電源。同時，通過單片機友好的人機界面，實現(xiàn)可調(diào)的脈寬脈沖輸出，方便操作；針對微細電火花加工工藝，設(shè)計了快速過流保護電路，為高精度加工提供了保障。最后，制作樣機并進行實驗，得到符合微細電火花工藝要求的輸出波形，為微細電火花加工提供了可靠的電源保證。關(guān)鍵詞：微細電火花