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实用型多功能ELID磨削电源的开发

张代军  
【摘要】: ELID磨削技术能够在线电解修锐金属结合剂砂轮的特点为其提供了广阔的研究和应用空间,但砂轮电解修锐过程中存在的问题又严重制约着这项技术的实际应用,如何保证电解时磨粒的锋利性和砂轮的形状精度及强度,充分发挥砂轮基体硬度高、形状保持性好、磨粒把持力大的优点,将对ELID磨削技术的推广应用产生根本性影响。 作者首先分析了电解参数及电解液流场对砂轮修锐的影响,并在此基础上进行了电极和ELID磨削专用电源的设计。根据不同的用途,将电源设计成以下三部分: (1)用于粗磨、半精磨电解修锐的直流可调稳压部分采用Buck型开关电源拓扑结构和电压型反馈控制,实现了电压输出平均在0~110V稳定且连续可调,输出电压纹波系数适中,大约在5%左右。设计时,建立了电源的简化数学模型,并以此进行了电压反馈环节PI调节器的设计,减小了输出电压的纹波。 (2)用于精密超精密磨削电解修锐的直流脉冲电解部分利用IGBT开关管将50V、80V和110V分档可调的直流电压斩成脉冲直接用于电解修锐,脉冲的占空比0~95%可调,频率2~20kHz可调。脉冲电解避免了砂轮的晶界腐蚀,抑制了砂轮的过渡电解,使砂轮具有很高的强度,可用于ELID精密超镜面磨削过程中磨削状态的定性分析和研究。 (3)用于电解修锐前砂轮形状和表面精密修整的电火花修整部分将电源直流脉冲电解部分的输出端串连一个限流电阻就形成了电火花修整部分。可根据砂轮的实际情况选用不同的放电参数进行在线粗、精修整。实验中对铸铁结合剂W15金刚石微粉砂轮进行精密修整,得到砂轮的圆度误差为4.26μm,可直接用于磨削。


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