高效节能短电弧铣削加工脉冲电源的研究
发布时间：2021-04-15 20:10
短电弧加工技术的出现为超硬脆性、高强度、高韧性及高耐磨性等难加工材料零件的加工提供了一种高效可行的手段,并依靠其极高的材料去除率和连续稳定的放电加工过程成功应用于农业装备、石油化工、水利发电、航空航天等领域。目前应用于复杂零件加工的短电弧铣削加工技术尚不成熟,而短电弧脉冲电源作为短电弧铣削加工系统的一个重要组成部分,其性能指标将直接影响到加工效率、表面质量及加工成本。为此,本文针对短电弧铣削脉冲电源高效性和节能性进行研究,以提高短电弧铣削加工加工效率和电能利用率。研究了实际短电弧铣削加工系统及电弧放电原理,分析电参数与加工效率的关系,得出提高单脉冲放电能量可提高加工效率;分析了短电弧铣削加工放电间隙电特性,得出合适的脉基能提高节能效果,且可以提高连续电弧放电率,进而提升加工效率;分析了传统脉冲电源拓扑电路能耗,对比新型节能短电弧脉冲电源能耗,得出可行的脉冲电源高效节能方案;构建出高效节能短电弧加工脉冲电源总体方案,设计了电源主电路拓扑,并详细分析了其工作原理。最后,通过理论计算并结合工程实践经验,对电源主电路拓扑结构中各环节的关键元器件部分进行了参数计算及选型。对以DSP和UCC389...
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.5双路无阻电火花节能脉冲电源
削加工脉冲电源设计的高效节能方案。2.1 短电弧铣削加工系统及放电原理短电弧铣削加工系统示意图如图2.1所示，系统核心为五轴短电弧数控铣床，使用的是高性能西门子控制系统，控制柜主要负责机床的机械运动控制；短电弧脉冲电源为机床放电铣削加工的供能单元，其输出端的正负极通过导线与工具电极和工件电极相连；压力水泵和空气压缩机主要用于产生合适的短电弧铣削放电加工介质条件，即水气混合的高压介质。1-压力水泵；2-空气压缩机；3-短电弧脉冲电源；4-工件电极；5-工具电极；6-机床主轴；7-五轴短电弧数控铣床；8-电刷；9-机床数控柜；10-工作槽；图 2.1 短电弧铣削加工系统示意图短电弧铣削加工以高压去离子水气混合物作为工作介质，根据工艺需要或探
2.3 短电弧铣削加工间隙电特性分析2.3.1 短电弧铣削加工间隙放电状态分析在短电弧铣削脉冲电源的作用下，短电弧铣削加工过程中旋转刀具电极与工件电极之间形成的强电场，并随场强增加形成气体击穿放电，短电弧技术研究学者采用先进数据采集设备，大量采集了金属材料短电弧加工极间电压电流实验波形，通过分析发现：短电弧铣削加工过程的主要放电状态为电弧放电，在起弧初期阶段及电弧放电不剧烈阶段，会伴随着少数火花放电和过渡电弧放电状态，当刀具与工件间因蚀除物未及时排除或进给量过大导致电弧能量不足以蚀除材料时，在间隙就会形成蚀除物搭桥短路状态，在正常加工过程中并非是连续的脉冲放电，不同条件下的脉冲放电率会发生改变，期间未形成放电通道的电压脉冲即为空载状态。
【参考文献】：
期刊论文
[1]特种加工的应用及使用优势探讨[J]. 王旭辉. 中国设备工程. 2018(23)
[2]电参数对短电弧铣削加工热影响层厚度的研究[J]. 孙延龙,周建平,许燕,何巍杨. 机床与液压. 2018(15)
[3]电参数对短电弧铣削加工性能影响的研究[J]. 何巍杨,周建平,许燕,孙延龙. 组合机床与自动化加工技术. 2018(01)
[4]第十五届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 吴国兴. 电加工与模具. 2017(03)
[5]基于RBF神经网络电液恒功率调速自整定PID控制[J]. 王雪丽. 机床与液压. 2016(22)
[6]基于RBF神经网络PID的焊接电源电流智能控制[J]. 刘占伟. 焊接. 2016(10)
[7]节能型电火花加工脉冲电源的研究[J]. 黄瑞宁,李毅,刘晓飞. 中国机械工程. 2016(18)
[8]第十四届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 叶军,陈德忠,肖荣诗,林峰,朱宁,沈洪,翟力军,伏金娟,山昌祝,张宝华,徐均良,于志三. 电加工与模具. 2015(04)
[9]高效电源系统节能探讨[J]. 魏和顺. 通信电源技术. 2014(02)
[10]第十三届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 叶军,陈德忠. 电加工与模具. 2013(04)
博士论文
[1]电火花加工间隙放电特性及自适应与节能脉冲电源的研究[D]. 凡银生.哈尔滨工业大学 2017
[2]冶金用大电流高频开关电源技术研究[D]. 丁士启.湖南大学 2012
硕士论文
[1]高效节能电火花铣削脉冲电源及工艺研究[D]. 吕宏伟.哈尔滨工业大学 2015
[2]移相全桥DC-DC变换器及其数字控制的研究[D]. 李武杰.华中科技大学 2015
[3]电火花毛化脉冲电源研制及工艺试验研究[D]. 刘辉.哈尔滨工业大学 2014
[4]高效节能等脉冲能量电火花加工脉冲电源的研究[D]. 唐泽民.中国石油大学(华东) 2014
[5]短电弧加工机理研究[D]. 卢江.新疆大学 2011
[6]短电弧加工机理再研究[D]. 吕文艳.新疆大学 2010
[7]微细电解加工窄脉宽脉冲电源的设计与实现[D]. 徐扬帆.武汉理工大学 2010
[8]电火花线切割加工节能脉冲电源的研究[D]. 赵刚.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3140010
【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.5双路无阻电火花节能脉冲电源
削加工脉冲电源设计的高效节能方案。2.1 短电弧铣削加工系统及放电原理短电弧铣削加工系统示意图如图2.1所示，系统核心为五轴短电弧数控铣床，使用的是高性能西门子控制系统，控制柜主要负责机床的机械运动控制；短电弧脉冲电源为机床放电铣削加工的供能单元，其输出端的正负极通过导线与工具电极和工件电极相连；压力水泵和空气压缩机主要用于产生合适的短电弧铣削放电加工介质条件，即水气混合的高压介质。1-压力水泵；2-空气压缩机；3-短电弧脉冲电源；4-工件电极；5-工具电极；6-机床主轴；7-五轴短电弧数控铣床；8-电刷；9-机床数控柜；10-工作槽；图 2.1 短电弧铣削加工系统示意图短电弧铣削加工以高压去离子水气混合物作为工作介质，根据工艺需要或探
2.3 短电弧铣削加工间隙电特性分析2.3.1 短电弧铣削加工间隙放电状态分析在短电弧铣削脉冲电源的作用下，短电弧铣削加工过程中旋转刀具电极与工件电极之间形成的强电场，并随场强增加形成气体击穿放电，短电弧技术研究学者采用先进数据采集设备，大量采集了金属材料短电弧加工极间电压电流实验波形，通过分析发现：短电弧铣削加工过程的主要放电状态为电弧放电，在起弧初期阶段及电弧放电不剧烈阶段，会伴随着少数火花放电和过渡电弧放电状态，当刀具与工件间因蚀除物未及时排除或进给量过大导致电弧能量不足以蚀除材料时，在间隙就会形成蚀除物搭桥短路状态，在正常加工过程中并非是连续的脉冲放电，不同条件下的脉冲放电率会发生改变，期间未形成放电通道的电压脉冲即为空载状态。
【参考文献】：
期刊论文
[1]特种加工的应用及使用优势探讨[J]. 王旭辉. 中国设备工程. 2018(23)
[2]电参数对短电弧铣削加工热影响层厚度的研究[J]. 孙延龙,周建平,许燕,何巍杨. 机床与液压. 2018(15)
[3]电参数对短电弧铣削加工性能影响的研究[J]. 何巍杨,周建平,许燕,孙延龙. 组合机床与自动化加工技术. 2018(01)
[4]第十五届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 吴国兴. 电加工与模具. 2017(03)
[5]基于RBF神经网络电液恒功率调速自整定PID控制[J]. 王雪丽. 机床与液压. 2016(22)
[6]基于RBF神经网络PID的焊接电源电流智能控制[J]. 刘占伟. 焊接. 2016(10)
[7]节能型电火花加工脉冲电源的研究[J]. 黄瑞宁,李毅,刘晓飞. 中国机械工程. 2016(18)
[8]第十四届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 叶军,陈德忠,肖荣诗,林峰,朱宁,沈洪,翟力军,伏金娟,山昌祝,张宝华,徐均良,于志三. 电加工与模具. 2015(04)
[9]高效电源系统节能探讨[J]. 魏和顺. 通信电源技术. 2014(02)
[10]第十三届中国国际机床展览会特种加工机床评述[J]. 叶军,陈德忠. 电加工与模具. 2013(04)
博士论文
[1]电火花加工间隙放电特性及自适应与节能脉冲电源的研究[D]. 凡银生.哈尔滨工业大学 2017
[2]冶金用大电流高频开关电源技术研究[D]. 丁士启.湖南大学 2012
硕士论文
[1]高效节能电火花铣削脉冲电源及工艺研究[D]. 吕宏伟.哈尔滨工业大学 2015
[2]移相全桥DC-DC变换器及其数字控制的研究[D]. 李武杰.华中科技大学 2015
[3]电火花毛化脉冲电源研制及工艺试验研究[D]. 刘辉.哈尔滨工业大学 2014
[4]高效节能等脉冲能量电火花加工脉冲电源的研究[D]. 唐泽民.中国石油大学(华东) 2014
[5]短电弧加工机理研究[D]. 卢江.新疆大学 2011
[6]短电弧加工机理再研究[D]. 吕文艳.新疆大学 2010
[7]微细电解加工窄脉宽脉冲电源的设计与实现[D]. 徐扬帆.武汉理工大学 2010
[8]电火花线切割加工节能脉冲电源的研究[D]. 赵刚.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3140010
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