同频群脉冲电源在微细孔电化学加工中的应用.pdf

工艺与工艺装备 J ．__ Cj 同频群脉冲电源在微细孔电化学加工中的应用 史军良 张之敬 张卫民 吴高阳 唐兴伦 摘要 针对电化学加工的特殊需要所设计的一种新型电源——高频群脉冲电源的设计原理和特征，从理论上分析其对 于传统的直流电源和脉冲电源在微小型零件加工中的优越性；通过微细孔加工对这种新型的电源进行了分析和说明。 结果表明，在微小型加工领域，采用高频群脉冲电源在改善加工精度，提高加工质量方面优于直流电源和脉冲电源。 关键词：高频群脉冲电源 脉冲频率 微细孔加工 中国分类号：TH16；TC66 文献标识码：A 文章编号：1671—3133(2005)02—O078—03 Application0flligllfrequencygrouppulsepowersupply inmicro．holeelectrochemi calmachining SkiJurdiang。ZhangZkijing。ZhangWeimin。WuGaoyang。TangXinglun Abstract Brieflyintroducesanew—stylepowersupplydesignedbyusindependentlyforspecialmachining--highfrequency grouppulsepowersupply，andtheoreticallyillustratesitssuperioritycomparedwithhtetraditionaldirect—currentpowersupplynad pulsepowersupplyasbeingusedinmicro—manufacturingfield．Accordingtomachininginstancesfi．e．micro—holemachiningfor twodifferentmaterials)，thisnew—stylepowersupplyisaIlalyzednadillustrated．Theexperimentalresultsindicatehtathihg fre— quencygrouppulsepowersupplyisobviouslysuperiortodirect—currentandpulsepowersupplybecauseofitsimprovements of machiningprecisionandmachiningqualiyt ofrmicro—mnaufacturingfields． Keywords：mghfrequencygrouppulsepowersupply Pulsefrequency Micro-holemachining 在电化学加工中，直流电源主要采用可控硅调压 IGBT的门极对其进行关断控制，进而对加在 IGBT集 和稳压，但对加工精度的提高作用并不显著。用脉冲 电极上的直流电进行斩波，最终输出群脉冲电信号。 电源代替直流电流，脉冲频率的提高有利于提高加工 实际上，可以近似认为 IGBT门极控制信号的波形形 精度。但是，当把电化学加工引入到微小型金属器件 式和电源的输出波形相同，仅是幅值不同而已。群脉 的特殊加工 (微小平面、微细孔、微细槽、微小齿 冲是由低频脉冲(调制脉冲)和高频脉冲(主脉冲)相 轮、异型件等)时，现行的脉冲电源已经不能满足 乘所得到的结果。 加工需要。 这种新型的电源在微小零件的电化学加工中优点 我校微制造实验室根据实际需要，自行研制了高 为：微细加工领域只有在极间间隙在数十微米量级才 频群脉冲电源并取得专利。电源的主要特征参数有： 有可能。影响间隙流场特性和电极电化学性质的根本 脉冲形式为群脉冲，脉冲电压5～30V，主脉冲频率5 因素是脉冲电流产生压力波对极间电解质的搅拌作用 ～ 20kHz，调制脉冲频率 100～lO00Hz。开关功率器件 和反向电流对电极的去极化作用。高频群脉冲电化学