电火花毛化脉冲电源研制及工艺试验研究

摘要

随着我国汽车行业的高速发展，汽车工业已经成为国民经济的支柱产业。毛化钢板表面特殊的形貌，使其在冲压性、涂装性方面有十分优异的表现，被大量用作汽车车身的制造材料。毛化钢板的表面形貌由毛化轧辊的表面形貌在轧制过程中复印到钢板上，是毛化轧辊表面形貌的衰减性拷贝过程。因此冷轧毛化钢板表面形貌质量的好坏，很大程度上取决于轧辊毛化的质量。电火花毛化技术因加工轧辊表面粗糙度均匀、电蚀凹坑无方向性、再现性好等特点而受到广泛的重视。作为电火花毛化机床的关键部分，电火花毛化脉冲电源的性能制约着轧辊毛化表面形貌的质量。本文对电火花毛化脉冲电源技术进行研究，研制满足轧辊毛化要求的脉冲电源，并进行相关毛化工艺研究。
　　本文对电火花毛化加工放电蚀除金属的过程进行分析，根据电火花放电蚀除凹坑大小与脉冲放电能量及脉冲参数之间的关系，确定电火花毛化脉冲电源的总体结构，将脉冲电源进行模块化设计，分别设计了脉冲发生器模块、脉冲信号驱动模块、间隙电压检测模块和可调稳压直流电源模块。对所设计的脉冲电源进行放电波形检测，波形状况良好，满足电火花毛化加工的要求。
　　利用所设计的电火花毛化脉冲电源进行电火花毛化加工的工艺试验研究。首先进行单因素试验，分别研究了脉冲电源参数脉宽、脉间、峰值电流对电火花毛化加工轧辊表面粗糙度值和峰值密度的影响。在单因素试验分析的基础上，利用二次通用旋转组合设计响应曲面试验，研究多个脉冲电源参数对轧辊表面形貌的影响，试验表明脉冲电源参数脉宽、脉间、峰值电流之间的交互作用并不显著。电火花毛化加工时选择相应的脉冲电源参数可以加工出满足毛化钢板轧制要求的毛化轧辊。

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第1章 绪 论

1.1 课题的来源及研究的目的和意义

1.2 毛化技术的国内外研究现状

1.3 电火花毛化技术的国内外研究现状

1.4 电火花脉冲电源的国内外研究现状

1.5 课题主要研究内容

第2章 电火花毛化加工的理论基础

2.1 引言

2.2 电火花毛化加工中轧辊表面蚀除过程

2.3 电参数对毛化形貌的影响规律

2.4 本章小结

第3章 电火花毛化脉冲电源的研制

3.1 引言

3.2 电火花毛化脉冲电源的设计要求

3.3 电火花毛化脉冲电源设计总体设计方案

3.4 电火花毛化脉冲电源主回路拓扑结构

3.5 电火花毛化脉冲电源的电路设计

3.6 CPLD程序结构设计

3.7 电火花毛化脉冲电源特性分析

3.8 本章小结

第4章 电火花毛化加工的工艺试验研究

4.1 引言

4.2 电火花毛化加工试验方案设计

4.3 电火花毛化加工的单因素试验结果与分析

4.4 响应曲面试验设计与分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

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