短电弧切削技术有效地解决了采用常规机械方法难于加工的技术难题,其在高硬度、高粘性等难加工金属材料的加工领域显示出了巨大的潜力。而短电弧电源的好坏直接影响着短电弧切削加工的精度和加工效率,因此短电弧电源的性能指标对短电弧切削加工质量的好坏有着十分重要的影响。本文首先从短电弧切削加工原理出发,对影响短电弧加工工艺及加工效率的脉冲电源参数和影响大功率脉冲电源的技术因素进行了分析和讨论,对脉冲电源的参数进行理论性的分析,为脉冲电源方案的设计与选择奠定理论基础。根据短电弧切削加工工艺特点和设计要求,对脉冲电源的总体系统进行了详细设计。以单片机和UC3879为控制器,利用模块化的方法分别对前级DC/DC变换模块、后级斩波模块和检测、反馈控制等关键硬件模块进行设计,并给出短电弧加工脉冲电源的硬件设计方案及设计参数。利用Matlab软件表示复杂复频域传递函数甚至函数程序的控制功能,建立了短电弧加工脉冲电源的仿真电路实验平台,设计了脉冲电源的电压反馈补偿环路,使脉冲电源构成闭环稳定系统控制,通过仿真系统各个元器件工作时电压、电流的仿真波形,从理论上验证了设计的脉冲电源的可行性。利用Matlab仿真数据及实验数据建立短电弧加工电源的神经网络模型,构成遗传算法适应度函数,在此基础上,利用基于目标加权法的遗传算法对大功率短电弧加工电源的设计参数进行优化,有效地解决传统电源设计中多目标参数之间相互矛盾的设计问题,通过分析仿真波形和实测输出电压波形,验证了用这种优化算法优化电源系统的可行性,降低了电源在设计和制造过程中时间和成本。最后,将设计的短电弧脉冲电源分别在空载、满载和加工状态下进行试验,对其电压、电流波形进行观察和分析,并在短电弧加工装置上对高温镍基合金进行短电弧加工实验,通过对脉冲电源输出波形及短电弧加工工件分析对比,验证了设计的短电弧脉冲电源满足实验加工要求。