微細(xì)電火花加工微能脈沖電源的研究.pdf

1、隨著對微小器件需求的增加和MEMS技術(shù)的發(fā)展，對微細(xì)電火花加工也提出更高的要求，提高微細(xì)電火花加工的微細(xì)化能力成為不少研究者的追求目標(biāo)。放電凹坑的大小是決定微細(xì)電火花微細(xì)化的一個(gè)關(guān)鍵因素。要獲得更小的放電凹坑，必須減少單個(gè)脈沖的放電能量。在實(shí)際的電火花加工過程中，微細(xì)電火花加工中一般采用的是 RC脈沖電源，傳統(tǒng)降低單個(gè)脈沖放電能量的方法主要從降低工作電源電壓和加工電容C兩方面入手。一般認(rèn)為，降低電容的容值是一種較為理想的選擇，但是電容的

2、容值受到整個(gè)裝置離散電容 C'(一般在幾百pF～幾千 pF之間)的制約。降低工作電源電壓，當(dāng)電壓過低時(shí)，極間放電間隙非常小，間隙放電環(huán)境惡劣，這就要求更加精確的間隙控制技術(shù)。
　　針對傳統(tǒng)RC脈沖電源降低單個(gè)脈沖放電能量方法的局限性，本文提出了一種新的方法，在脈沖電源放電回路串接電阻R來降低單個(gè)脈沖的放電能量?；谖⒓?xì)電火花加工的基本原理，建立了改進(jìn)RC微能脈沖電源電火花放電加工充放電回路的解析模型，對放電過程中電阻R對極間電壓、

3、峰值電流等參數(shù)的影響進(jìn)行了分析，進(jìn)而分析了R對降低單個(gè)脈沖放電能量的影響。隨著放電能量的微細(xì)化，分布電容 C'對單個(gè)放電能量的影響越來越不可忽略，本文還對電阻R對能否減少分布電容對單個(gè)脈沖放電能量的影響進(jìn)行了探索。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，本文通過對微能脈沖電源關(guān)鍵技術(shù)的分析，設(shè)計(jì)和制作了以PIC單片機(jī)和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD(Complex programmable Logic Device)為控制核心的微能脈沖電源。該電源

4、可以在晶體管式和改進(jìn)RC微能脈沖電源兩種電源模式下工作，結(jié)合了兩種電源模式的各自優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了粗、中、精加工的組合。針對工藝實(shí)驗(yàn)需要，該微能脈沖電源還可實(shí)現(xiàn)單脈沖放電。最后對微能脈沖電源進(jìn)行了調(diào)試，工藝實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：改進(jìn)RC微能脈沖電源存在放電維持電壓，并且維持電壓值大小與回路中的電阻R值無關(guān)；隨著R的增大，極間峰值電流變小，單個(gè)脈沖放電能量減少，能夠得到微小的放電凹坑，有利于微小化加工；電阻R有利于降低分布電容對單個(gè)脈沖放電能量的