基于高频脉冲电源的微细电解加工技术研究

论文摘要

冷却技术在当前航空领域和电子行业有着重要意义,具有小孔径内壁面异型结构的热管和冷却孔,因其散热效率高,是未来冷却技术的一个重要发展方向。电解加工技术是小孔径内壁面异型结构的有效加工方式。本文首先研制了高频脉冲电源并将其应用于微螺旋结构的微细电解加工实验研究,根据电解加工相关理论,对脉冲电源的加工机理、不同实验参数下的材料成形规律进行了研究；在总结前人研究的基础上,采用脉冲电源进行螺旋孔加工,并对影响加工精度的因素进行了分析。本文主要工作和成果如下：1.介绍了国内外脉冲电源制作的现状,并通过制作方案的对比,选择出适合本文脉冲电源的方案。通过对脉冲电源电路的调试和分析,对电源的设计缺陷进行了修正。2.研究了工具电极的制作方法,通过理论公式指导,并以实验验证了理论分析,制作出实验所需的圆柱形电极。3.在对电解加工定域性理论分析的基础上,得出工件表面加工速度随着加工间隙的变化趋势。通过改变脉冲电源的参数,包括加工电压、脉冲频率和占空比,进行一系列对比实验,验证了理论分析的正确性。4.根据电源性质、脉冲频率、占空比和峰值电压对螺旋孔加工的影响进行了一系列实验研究,做出了相关结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 电解加工技术
• 1.2 高频脉冲微细电解加工技术
• 1.3 小孔径内壁面加工技术
• 1.4 论文研究内容
• 第2章 高频脉冲电源的设计
• 2.1 脉冲电源国内外研究现状
• 2.1.1 脉冲参数的定义
• 2.1.2 纳秒级脉冲电源
• 2.1.3 微秒级脉冲电源
• 2.2 脉冲电源实现方案对比选择
• 2.3 高频脉冲电源的电路设计
• 2.3.1 直流稳压电源的设计
• 2.3.2 微秒/纳秒转换电路的设计
• 2.3.3 MOSFET的相关特性
• 2.3.4 电路改进
• 2.3.5 电路图资料
• 2.4 本章小结
• 第3章 高频脉冲电源微细电解加工实验研究
• 3.1 微细电极的制作
• 3.1.1 电极加工的装置与原理
• 3.1.2 理论分析与建模
• 3.1.3 工艺参数对电极成型的影响
• 3.1.4 微细电极在电解加工实验中的应用
• 3.2 高频脉冲电源电解加工等效模型
• 3.3 电解加工定域性实验
• 3.3.1 实验方法和条件
• 3.3.2 加工电压对定域性的影响
• 3.3.3 脉冲频率对定域性的影响
• 3.3.4 占空比对定域性的影响
• 3.4 电解加工钻孔实验
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于脉冲电源的螺旋孔电解加工
• 4.1 实验方法与设备介绍
• 4.1.1 螺旋孔加工装置
• 4.1.2 工具阴极制备
• 4.1.3 加工电源的选择
• 4.2 螺旋孔加工实验研究
• 4.2.1 电源性质对加工效率/质量的影响
• 4.2.2 频率对加工效率/质量的影响
• 4.2.3 占空比对加工效率/质量的影响
• 4.2.4 电压对加工效率/质量的影响
• 4.2.5 实验参数分析及选择
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果