微细电化学加工是微细加工领域的一个重要研究方向,作为一种无宏观切削力、无刀具损耗的微细加工方法,微细电化学加工技术已经得到了世界上越来越多国家的重视。微细电化学加工电源及检测技术是微细电化学加工系统的关键技术之一,其性能好坏直接关系到微细电化学加工工艺指标的优劣,因而对其关键技术进行研究具有重要的意义。本文介绍了国内外微细电化学加工技术、微细电化学加工电源及检测技术的研究现状,在对微细电化学加工原理及间隙特性分析的基础上,研制出了用于微细电化学加工的纳秒级脉冲电源及间隙状态检测系统。脉冲电源采用直接功率放大输出方案,以单片机和CPLD(ComPlex Programmable Logic Device:复杂可编程逻辑器件)作为控制核心,并设计了快速放电电路,解决了波形失真问题。电源最小稳定输出脉宽60ns,输出电流100mA,脉宽、占空比均独立可调。根据微细电化学加工的工艺特点及间隙特性,完成了间隙检测方案的设计。设计了平均电压检测电路,将间隙的高频脉冲电压信号转换成平均电压信号,电压平均值经过单片机采样后传送到上位机中,上位机根据电压平均值判断间隙状态。同时单片机采样结果和伺服参考值进行比较,在发生短路状态时切断CPLD输出,用软件方法实现了电源的短路保护。最后对脉冲电源及检测系统进行了联合调试和工艺实验研究。根据电源实际输出波形分析了双路脉冲输出特性及高频输出时的电磁振荡现象。用本纳秒级脉冲电源进行电解车削实验,成功制备了Φ20μm,长3mm的微细电极;分析电源主要参数对孔加工间隙的影响,在SUS304不锈钢薄片上加工出了Φ100μm、圆度较好的微细孔;利用端面分层铣削加工了轮廓清晰的微三维凸台结构。实验结果表明纳秒级脉冲电源有利于提高加工精度,也验证了该电源工作性能的稳定、可靠。