本文選題：電火花沉積 + 脈沖電源�。� 參考：《青島理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電火花沉積技術(shù)作為一種金屬表面處理技術(shù),在金屬表面強(qiáng)化和零件損傷修復(fù)領(lǐng)域取得廣泛的應(yīng)用。脈沖電源作為電火花沉積系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分,其性能對(duì)電火花沉積加工效果具有重大的影響。晶體管控制的RC脈沖電源是電火花沉積加工常用的脈沖電源,其單次脈沖放電能量和脈沖頻率分別與電容容量呈現(xiàn)正相關(guān)、負(fù)相關(guān)。當(dāng)進(jìn)行大功率電火花沉積加工時(shí),具有電容量較高、脈沖頻率較低、沉積效率較慢的缺點(diǎn);當(dāng)進(jìn)行普通功率電火花沉積加工時(shí),具有脈沖頻率偏低、沉積效率偏慢的缺點(diǎn)。針對(duì)這一問(wèn)題,對(duì)該脈沖電源進(jìn)行改進(jìn),利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)改進(jìn)后脈沖電源的沉積效率進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)脈沖電源的改進(jìn)策略進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。首先,對(duì)電火花沉積系統(tǒng)中晶體管控制的RC脈沖電源進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)該脈沖電源存在的問(wèn)題。為了達(dá)到提高沉積效率的目的,從電壓的調(diào)節(jié)方式、充放電方式和系統(tǒng)控制方式三個(gè)方面考慮,提出了脈沖電源改進(jìn)方案�；凇岸�(jí)整流逆變”原理,依次采用全波橋式整流器、濾波器、全波橋式逆變器、隔離變壓器以及全波橋式整流器等元器件對(duì)電源進(jìn)行變壓,連續(xù)調(diào)節(jié)電容器的充電電壓。基于“多路充放電”原理,采用多個(gè)獨(dú)立充放電回路,減小過(guò)大的脈沖間隔;另外,充電回路使用可調(diào)限流電阻器取代固定限流電阻器,使脈沖間隔盡可能縮小至理想值�；凇跋嚓P(guān)聯(lián)時(shí)序控制”原理,在開(kāi)關(guān)電源與限流電阻器之間使用IGBT作充電開(kāi)關(guān)元件,使得放電開(kāi)關(guān)SCR可以及時(shí)關(guān)斷。為了實(shí)現(xiàn)每條充放電回路的協(xié)同工作,可以通過(guò)時(shí)鐘電路控制各充放電回路的放電開(kāi)關(guān)和充電開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。其次,在完成脈沖電源改進(jìn)的基礎(chǔ)上,對(duì)該電源的大功率電火花沉積過(guò)程進(jìn)行了非線性瞬態(tài)溫度場(chǎng)仿真分析與熱應(yīng)力場(chǎng)仿真分析。分析結(jié)果表明該脈沖電源可以提高電火花沉積效率,電火花沉積效率隨著脈沖電源脈沖間隔的減小而增加。最后進(jìn)行電火花沉積試驗(yàn),結(jié)果表明通過(guò)適當(dāng)縮短脈沖間隔及降低比沉積時(shí)間來(lái)改進(jìn)脈沖電源的改進(jìn)策略能夠提升電火花沉積效率。
[Abstract]:As a kind of metal surface treatment technology, EDM has been widely used in metal surface strengthening and parts damage repair. Pulse power supply is a key part of EDM system, and its performance has great influence on EDM effect. The RC pulse power supply controlled by transistor is a common pulse power supply for EDM. The single pulse discharge energy and pulse frequency are positively correlated with capacitance and negatively correlated with capacitance. When high power EDM is carried out, it has the disadvantages of high capacitance, low pulse frequency and slow deposition efficiency, and low pulse frequency and low deposition efficiency when common power EDM is carried out. Aiming at this problem, the pulse power supply is improved, the deposition efficiency of the improved pulse power supply is verified by computer simulation technology, and the improved strategy of the pulse power supply is tested and verified. Firstly, the RC pulse power supply controlled by transistor in the EDM system is analyzed, and the problems of the pulse power supply are found. In order to improve deposition efficiency, an improved scheme of pulse power supply is proposed from three aspects: voltage regulation mode, charge and discharge mode and system control mode. Based on the principle of "two-stage rectifier inverter", components such as full-wave bridge rectifier, filter, full-wave bridge inverter, isolation transformer and full-wave bridge rectifier are used to continuously adjust the charging voltage of capacitor. Based on the principle of "multi-channel charging and discharging", several independent charge and discharge circuits are adopted to reduce the excessive pulse interval. In addition, the adjustable current limiting resistor is used to replace the fixed current limiting resistor in the charging loop, so that the pulse interval is reduced to an ideal value as far as possible. Based on the principle of "associated timing control", IGBT is used as the charging switch element between the switching power supply and the current limiting resistor, so that the discharge switch SCR can be turned off in time. In order to realize the cooperative work of each charge and discharge circuit, the switching state of each charge and discharge circuit can be controlled by the clock circuit. Secondly, on the basis of the improvement of pulse power supply, the nonlinear transient temperature field simulation analysis and thermal stress field simulation analysis are carried out for the high power EDM deposition process. The results show that the EDM deposition efficiency can be improved by the pulse power supply, and the EDM deposition efficiency increases with the pulse interval decreasing. Finally, the experiment of EDM deposition is carried out. The results show that the improvement strategy of pulse power supply can improve the efficiency of EDM deposition by shortening the pulse interval and reducing the specific deposition time.
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG174.4

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本文編號(hào)：2012056