[发明专利]一种提高脉冲电源电解加工精度的系统

说明书

一种提高脉冲电源电解加工精度的系统,属于精密电解加工技术领域。所述系统包括工具电极、工件电极、直流电源以及第一、第二、第三和第四晶体管，该四个晶体管采用金属‑氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。直流电源可以采用一个或两个。本发明利用脉冲电源电解加工过程中的脉间极化电压对加工精度的影响，通过设计特殊的脉间去极化脉冲电源，在采用一个直流电源时，使得脉冲电源电解加工处于在脉间时，工件与工具电极之间短路，加速极化电压的消除；而且在频率不变的情况下，通过调节第二和第三场效应晶体管的驱动波形的占空比或第二直流电源的电压幅值，改变极化电压去除的幅度，进而提高脉冲电源电解加工精度。

技术领域

本发明涉及一种脉冲电源电解加工系统，属于精密电解加工技术领域。

背景技术

电解加工过程中工件阳极材料是以离子的形式进行去除的，而金属离子的尺寸非常微小，这种材料去除方式使得电解加工具备微细加工能力。而且电解加工还具有加工表面无重熔变质层，工具电极无损耗等优点。因此在微机电系统、汽车、航空航天、医疗等领域的金属材料微细孔加工中得到广泛应用。然而加工精度不高一直是电解加工应用中的瓶颈。

根据金属/溶液界面双电层理论，任何一种金属插入该金属离子的水溶液中，在金属/溶液界面上都会形成一定的双电层电荷分布，从而形成一定的电位差，此电位差称为该金属的电极电位。如果电极反应又可逆向进行，则当可逆反应速度即氧化与还原反应速度相等时，金属/溶液界面上没有电流通过，也没有物质溶解或析出，即建立了一个稳定的双电层，相应的电极电位则称作平衡电极电位。

在实际的电化学加工中，其电极反应并不是在平衡可逆条件下进行的，即不是在金属/溶液界面上无电流通过，而是在外加电场作用下，有强电流通过金属/溶液界面的条件下进行的，此时的电极电位则由平衡电极电位开始偏离，而且随着所通过电流的增大，电极电位值相对平衡电位值偏离也更大，电极电位偏离平衡电位的现象称为电极的极化，电极电位的偏离值就称为极化值电位。当外加电场撤除后，该极化电压并不会立刻消失，需要一定时间才能使极化电压消除。在脉冲电源电解加工中，极化电压的存在，使得脉间电压不为零，从而影响脉冲电源电解加工的精度。加速去极化，使得脉间极化电压减小或消除，有助于提高电解加工精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高脉冲电源电解加工精度的系统，旨在加速脉间极化电压的消除，从而提高电解加工工件的成型精度。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的一种提高脉冲电源电解加工精度的系统，所述系统包括工具电极、工件电极、电解池、第一直流电源和晶体管，其特征在于：所述晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；所述第一直流电源的正极与第一晶体管漏极相连，第一直流电源的负极分别与第二晶体管源极、第四金晶体管源极以及第三晶体管的漏极相连；所述工件电极分别与第一晶体管的源极和第二晶体管的漏极相连；所述工具电极分别与第三晶体管的源极和第四晶体管的漏极相连。

本发明的另一种技术方案是：一种提高脉冲电源电解加工精度的系统，所述系统包括工具电极、工件电极、电解池、第一直流电源和晶体管，其特征在于：该系统还包括第二直流电源；所述晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；所述第一直流电源的正极与第一晶体管漏极相连；所述第一直流电源的正极与第一晶体管漏极相连，第一直流电源的负极分别与第二晶体管源极、第四晶体管的源极以及第二直流电源的负极相连，第二直流电源的正极与第三晶体管的漏极相连；所述工件电极与第一晶体管的源极和第二晶体管的漏极相连；所述工具电极分别与第三晶体管的源极和第四晶体管的漏极相连；所述第二直流电源的正极与第三晶体管的漏极相连。

上述技术方案中，所述的第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管采用金属-氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。