微細(xì)電火花加工具有非接觸、無(wú)毛刺、低應(yīng)力等特點(diǎn),在微細(xì)加工領(lǐng)域中占據(jù)重要地位,是微細(xì)孔、微溝槽及微三維結(jié)構(gòu)等微小尺寸零件加工中不可替代的一種技術(shù)。脈沖電源為微細(xì)電火花加工提供蝕除材料的能量,是決定機(jī)床加工性能的關(guān)鍵因素。隨著微小器件需求的增加以及機(jī)械制造的微細(xì)化發(fā)展趨勢(shì),脈沖電源逐漸成為了制約微細(xì)電火花加工技術(shù)發(fā)展的主要因素。本文從微細(xì)電火花加工脈沖電源及其間隙放電狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)兩方面展開(kāi)研究。首先根據(jù)可控式RC脈沖電源的放電加工原理總結(jié)出微細(xì)電火花加工脈沖電源的設(shè)計(jì)需求,由此設(shè)計(jì)了反激式脈沖電源。該電源以單端反激電路為主拓?fù)?可利用反激變換器調(diào)節(jié)脈沖電源輸出多級(jí)能量,除此外,反激變換器副邊具有可控的雙路儲(chǔ)能電容回路,以此實(shí)現(xiàn)多能量等級(jí)加工與清掃脈沖功能。其中多能量等級(jí)加工可對(duì)微細(xì)電火花加工過(guò)程進(jìn)行放電能量控制,以改善間隙放電狀態(tài)并穩(wěn)定整個(gè)加工過(guò)程;清掃脈沖功能可解決微細(xì)加工中排屑困難的問(wèn)題,有助于提升加工效率。高速間隙檢測(cè)電路可對(duì)間隙電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣,并將數(shù)據(jù)傳輸至放電狀態(tài)檢測(cè)模塊。脈沖電源以FPGA作為主控芯片,實(shí)現(xiàn)PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)的生成并完成與微細(xì)機(jī)床控制器之間的CAN總線... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微細(xì)電火花加工研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微細(xì)電火花加工脈沖電源研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微細(xì)電火花間隙放電狀態(tài)檢測(cè)研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容與意義
第二章 反激式脈沖電源理論研究
    2.1 可控式RC脈沖電源工作原理
        2.1.1 可控式RC脈沖電源高頻放電技術(shù)
        2.1.2 微細(xì)電火花加工脈沖電源的設(shè)計(jì)需求
    2.2 反激式微細(xì)脈沖電源工作原理
        2.2.1 反激式微細(xì)脈沖電源高頻放電技術(shù)
        2.2.2 多能量等級(jí)加工模式實(shí)現(xiàn)
        2.2.3 清掃脈沖功能實(shí)現(xiàn)
        2.2.4 脈沖電源能耗分析
    2.3 放電間隙模型建立與仿真分析
        2.3.1 放電間隙等效模型分析
        2.3.2 基于Saber的仿真分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 反激式脈沖電源總體設(shè)計(jì)
    3.1 脈沖電源總體結(jié)構(gòu)
    3.2 主放電回路設(shè)計(jì)
        3.2.1 變壓器參數(shù)分析與設(shè)計(jì)
        3.2.2 脈沖隔離驅(qū)動(dòng)模塊
    3.3 高速間隙檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
        3.3.1 電壓檢測(cè)電路
        3.3.2 電流檢測(cè)電路
        3.3.3 高速并行A/D轉(zhuǎn)換電路
    3.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.4.1 FPGA及其開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)介
        3.4.2 系統(tǒng)時(shí)鐘模塊
        3.4.3 PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)模塊
        3.4.4 CAN總線通信模塊
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于機(jī)器學(xué)習(xí)的放電狀態(tài)檢測(cè)研究
    4.1 機(jī)器學(xué)習(xí)及其常見(jiàn)算法簡(jiǎn)介
    4.2 放電間隙數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)
        4.2.1 放電間隙數(shù)據(jù)采集
        4.2.2 FIRII濾波器設(shè)計(jì)
    4.3 脈沖分類器模型建立
        4.3.1 訓(xùn)練樣本采集與特征量選取
        4.3.2 單脈沖分類標(biāo)準(zhǔn)建立
        4.3.3 脈沖分類器離線訓(xùn)練
        4.3.4 脈沖分類器在線檢測(cè)
    4.4 脈沖分類器實(shí)時(shí)性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 脈沖電源加工工藝實(shí)驗(yàn)
    5.1 加工實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建
    5.2 脈沖電源波形分析
        5.2.1 脈沖電源內(nèi)部信號(hào)分析
        5.2.2 儲(chǔ)能電容放電波形分析
    5.3 加工工藝實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 多能量等級(jí)加工實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 清掃脈沖加工實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 :作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微細(xì)電火花加工技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 歐陽(yáng)波儀.  模具技術(shù). 2016(06)
[2]節(jié)能型電火花加工脈沖電源的研究[J]. 黃瑞寧,李毅,劉曉飛.  中國(guó)機(jī)械工程. 2016(18)
[3]電火花加工裝備國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J]. 顧琳.  航空制造技術(shù). 2015(16)
[4]微細(xì)電火花加工技術(shù)研究現(xiàn)狀概述[J]. 陳飛,王寶瑞,施威,張勇斌.  電加工與模具. 2015(S1)
[5]電火花線切割自適應(yīng)節(jié)能脈沖電源發(fā)展需解決的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 凡銀生,白基成,李強(qiáng),李朝將.  電加工與模具. 2015(01)
[6]微細(xì)電火花加工可控式RC脈沖電源研究[J]. 黃海清,劉偉,曾令燎,張海平.  電加工與模具. 2013(02)
[7]電火花間隙放電狀態(tài)檢測(cè)方法綜述[J]. 王彤,張廣志.  哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[8]微細(xì)電火花加工脈沖電源及其脈沖控制技術(shù)[J]. 蔣毅,趙萬(wàn)生,顧琳,康小明.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(11)
[9]氣中微細(xì)電火花沉積加工的單脈沖放電過(guò)程熱力學(xué)仿真(英文)[J]. 王玉魁,解寶成,王振龍,彭子龍.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2011(S2)
[10]基于小波變換的電火花放電狀態(tài)檢測(cè)與分析[J]. 蔣毅,趙萬(wàn)生,顧琳,韋紅雨.  航天制造技術(shù). 2009(06)

博士論文
[1]集成式微細(xì)電火花加工系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[D]. 耿雪松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于PNN算法的電火花線切割間隙放電狀態(tài)檢測(cè)研究[D]. 唐琦.哈爾濱理工大學(xué) 2018
[2]電火花小孔加工間隙狀態(tài)檢測(cè)及伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 孫賀龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于LVQ算法的水霧中線切割放電狀態(tài)檢測(cè)研究[D]. 郭一璀.哈爾濱理工大學(xué) 2016
[4]SiCp/Al電火花微小孔加工的放電狀態(tài)檢測(cè)及控制技術(shù)研究[D]. 蘭起洪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]磁場(chǎng)輔助電火花表面強(qiáng)化技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郝越峰.太原理工大學(xué) 2015
[6]基于高速主軸深小孔電火花加工技術(shù)研究[D]. 李震.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[7]超聲輔助電火花沉積裝置及工藝研究[D]. 徐勇.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[8]微細(xì)電火花加工微能脈沖電源的研究[D]. 林濤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3661964