【摘 要】
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在高速往复走丝电火花线切割（High Speed Wire Elcetrical Discharge Machining,HSWEDM）加工技术已经广泛应用于航空航天、生物医学、汽车、模具等领域的特殊材料和复杂零部件的加工。脉冲电源作为放电能量的供给装置,极大决定了HSWEDM的加工效率和加工质量。本文首先根据HSWEDM的各类典型放电波形,分析研究了间隙的等效电气模型。之后,结合HSWEDM的加
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在高速往复走丝电火花线切割（High Speed Wire Elcetrical Discharge Machining,HSWEDM）加工技术已经广泛应用于航空航天、生物医学、汽车、模具等领域的特殊材料和复杂零部件的加工。脉冲电源作为放电能量的供给装置,极大决定了HSWEDM的加工效率和加工质量。本文首先根据HSWEDM的各类典型放电波形,分析研究了间隙的等效电气模型。之后,结合HSWEDM的加工需求,设计了一种新型HSWEDM脉冲电源。脉冲电源主电路采用交错并联技术实现宽放电能量调控,通过磁耦合技术,提高变换器的动态响应,减小电流纹波。同时设计了反压模块来加快电流下降速度,减小放电脉宽。基于新型脉冲电源,根据加工需求,设计了多次切割的放电能量控制策略。在一次切割大功率粗加工时,采用限定等待击穿时间、最大化电流上升时间,及时停止非正常放电脉冲等策略,保证加工效率和稳定性;在二次切割小功率精加工时,采用能量补偿策略,当单次放电周期中检测到等待击穿时间较长时,增加此次放电能量,减小由于不同放电点的放电状态不一致导致的工件两端与中部的能量差异,实现腰鼓度控制。最后对所提HSWEDM间隙电气化模型进行了仿真和实验验证,通过实验结果与仿真结果的对比,验证了间隙模型的准确性;对比了采用独立电感与耦合电感的区别;在中走丝机床上进行了加工实验,验证了电源所能实现的功能。本文所提新型脉冲电源的功能可满足HSWEDM实际加工的不同需求,加工工件的粗糙度和腰鼓均达到较高水准。
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