微細電火花加工具有非接觸、無毛刺、低應力等特點,在微細加工領域中占據(jù)重要地位,是微細孔、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。脈沖電源為微細電火花加工提供蝕除材料的能量,是決定機床加工性能的關鍵因素。隨著微小器件需求的增加以及機械制造的微細化發(fā)展趨勢,脈沖電源逐漸成為了制約微細電火花加工技術發(fā)展的主要因素。本文從微細電火花加工脈沖電源及其間隙放電狀態(tài)檢測技術兩方面展開研究。首先根據(jù)可控式RC脈沖電源的放電加工原理總結(jié)出微細電火花加工脈沖電源的設計需求,由此設計了反激式脈沖電源。該電源以單端反激電路為主拓撲,可利用反激變換器調(diào)節(jié)脈沖電源輸出多級能量,除此外,反激變換器副邊具有可控的雙路儲能電容回路,以此實現(xiàn)多能量等級加工與清掃脈沖功能。其中多能量等級加工可對微細電火花加工過程進行放電能量控制,以改善間隙放電狀態(tài)并穩(wěn)定整個加工過程;清掃脈沖功能可解決微細加工中排屑困難的問題,有助于提升加工效率。高速間隙檢測電路可對間隙電壓、電流數(shù)據(jù)進行實時采樣,并將數(shù)據(jù)傳輸至放電狀態(tài)檢測模塊。脈沖電源以FPGA作為主控芯片,實現(xiàn)PWM驅(qū)動信號的生成并完成與微細機床控制器之間的CAN總線... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 微細電火花加工研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微細電火花加工脈沖電源研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微細電火花間隙放電狀態(tài)檢測研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究內(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
        2.1.2 微細電火花加工脈沖電源的設計需求
    2.2 反激式微細脈沖電源工作原理
        2.2.1 反激式微細脈沖電源高頻放電技術
        2.2.2 多能量等級加工模式實現(xiàn)
        2.2.3 清掃脈沖功能實現(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計
    3.1 脈沖電源總體結(jié)構(gòu)
    3.2 主放電回路設計
        3.2.1 變壓器參數(shù)分析與設計
        3.2.2 脈沖隔離驅(qū)動模塊
    3.3 高速間隙檢測電路設計
        3.3.1 電壓檢測電路
        3.3.2 電流檢測電路
        3.3.3 高速并行A/D轉(zhuǎn)換電路
    3.4 控制系統(tǒng)設計
        3.4.1 FPGA及其開發(fā)流程簡介
        3.4.2 系統(tǒng)時鐘模塊
        3.4.3 PWM驅(qū)動信號模塊
        3.4.4 CAN總線通信模塊
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于機器學習的放電狀態(tài)檢測研究
    4.1 機器學習及其常見算法簡介
    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濾波器設計
    4.3 脈沖分類器模型建立
        4.3.1 訓練樣本采集與特征量選取
        4.3.2 單脈沖分類標準建立
        4.3.3 脈沖分類器離線訓練
        4.3.4 脈沖分類器在線檢測
    4.4 脈沖分類器實時性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 脈沖電源加工工藝實驗
    5.1 加工實驗環(huán)境搭建
    5.2 脈沖電源波形分析
        5.2.1 脈沖電源內(nèi)部信號分析
        5.2.2 儲能電容放電波形分析
    5.3 加工工藝實驗
        5.3.1 多能量等級加工實驗
        5.3.2 清掃脈沖加工實驗
    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
附錄 :作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]基于LVQ算法的水霧中線切割放電狀態(tài)檢測研究[D]. 郭一璀.哈爾濱理工大學 2016
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[6]基于高速主軸深小孔電火花加工技術研究[D]. 李震.哈爾濱工業(yè)大學 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 2011
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本文編號：3661964