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專題討論 班級：自控四甲 學號：49512010 姓名：蔡坤志 指導老師：蕭瑞陽 •所謂電工法，指的是放電加工的總稱。 •放電加工係於1943~1946年，由前蘇聯人拉 札連克開發成功，而後隨著古水夫研發成 功電解加工，以此為開端，幾乎在同一年 代，運用新加工原理的電加工法而陸續開 發出放電切斷加工、不良導體放電加工、 放電表面披覆加工等多項。 電加工的能量遷移狀態 電能 原子、離子、電子、電磁波等〈運動能量〉 加工 電加工的分類 電加工分類 物理上的加工 化學上的加工 電加工法的主要用途分類 用途分類 分離加工 合成加工 變形加工 表面加工 放電加工原理 • 放電加工原理，簡單而言是利用電能轉換成工件熱能，使 工件急速融熔的一種熱性加工方法。換言之，放電加工時， 液體在電極與工件極細微的間隙中，產生過渡電弧放電現 象，進而對工件產生熱作用，同時在加工中，液體由於受 到放電壓力及熱作用產生氣化爆發現象，此時工件融熔的 部份，將隨液體氣化現象熔入加工液體中，工件因放電的 作用產生放電痕，這個動作反覆進行，那麼我們所要求的 規格及形狀便可以在此原理中完成。由此可知放電加工與 工件的硬度無關，只要是可以通電的材料均能加工。 • 基本上放電加工可分為：彫模放電加工和線放電加工(俗 稱線切割) 放電加工技術 • 電極的設計製作 • 被加工物的預備加工 • 電極，被加工物的定位 • 放電加工電器條件之設定 • 加工粉的排除 放電加工(EDM) •EDM 系統是由加工成所須形狀的電極、工件、直 流電源供應器以及裝有非導電介質(dielectric) 的容器所組成。 •電源接通後，即進行充電過程，等電容器充電到 適當程度時，升高的電壓達至足以克服電極與工 件間的電阻，即進行放電過程。此時，由於間隙 最小處的電流密度最高，因而會在該處產生放電 火花，它沖蝕並揮發掉工件上的金屬微粒。放電 速率約在50KHZ到500KHZ之間。 非導電介質的功用 • 1.當作絕緣體，直到電壓足夠高時，方轉 成導體。 • 2.沖走間隙中的侵蝕金屬顆粒。 • 3.當作冷卻介質。 • 電極與工件間的間隙對於放電加工性能十分重要， 因而可用伺服機構控制著電極的向下進給，以維 持定值的間隙。大多數的機器都設有頻率選擇器， 用以控制電極和工件間的電火花頻率。若放電的 頻率增加，每次放電的能量就會相形地減少，每 次放電所侵蝕的金屬也就減少，因而可增進工件 的表面光平度。 電極的材料 • 電極即為工具，它與工件中所欲切除的形 狀相同，雖然並不承受大量的熱，但必須 有較高的熔點與良好的導電性，通常使用 銅、黃銅、石墨、碳化鎢、銅鎢合金，和 鋅合金等。而工件材料只須具有良好的導 電性即可。 •火花產生的位置：主電極和工件最接近之 處 •火花的溫度：８０００℃～１２０００℃ 〈熔化、氧化〉 •週期：２０μsec 加工液的選擇 • 放電加工使用加工液的目的有 •1.促使放電加工時所產生的熔融金屬飛散 •2.將飛散的加工粉排除於極間外 •3.放電加工時的加熱部份之冷卻 •4.促使極間的絕緣恢復 加工液的選擇 加工液 放電效率 良好的特 性 黏度適 當 燃點高 氧化安定 性良好 臭味少 價廉 放電加工以外的特殊加工 • 切削或研磨等藉機械力學原理的加工稱為機械加 工方法，而依放電、電解、光、電子束、超音波 等藉物理化學原理的加工稱為特殊加工。在特殊 加工之中，雖以放電加工最為普遍，但今後電解 加工，以及光束〈雷射〉加工等也定會逐漸普遍。 放電加工定位須注意的要點 • 電極及被加工物應有正確的基準面 • 基準面應無毛刺或附著塵埃、油脂等 • 電極、被加工物對主軸以及床台的移動方向應 保持垂直或平行 線切割放電加工〈WEDM〉 •線放電加工(俗稱線切割)是利用線材(通常指黃銅 線)與工作物之間放電，此時線材就像是線鋸一般， 然後藉著XY軸方向，NC控制程式便可切割出我們 所須的輪廓形狀。像齒輪、沖模等，其它比較複 雜的形狀也可利用這種方法做切割加工。 加工液 加工液 純水 燈油 純水 •目前大部份的線放電加工機都使用純水為加工液， 有少部份的線放電加工機使用燈油當加工液。使 用純水為加工液時加工速度快，但容易發生電解 現象，所以一般的線放電加工機，通常都有一套 純水循環系統。 燈油 • 如果使用燈油為加工液時，可做高精度的切割加 工，但是相對的加工時間較長，這也是極須改進 的地方。 影響加工因素 •1. •2. •3. •4. 電氣條件 加工液之噴射壓力 線材種類 線張力與送線速度 •5.加工液電阻係數 •6.其他 線切割放電加工所遇到的問題 •(1)斷線問題 •(2)切割直角時產生圓弧的問題(在切割直角時， 雖然線放電加工機XY軸可控制行走90°的轉角，但 是在放電過程中，特別是轉角處通常都會產生圓 弧的現象) •(3)超細微線切割加工(以鎢線做細微切割加工， 該種線材極為昂貴，非附加價值高的加工，較少 使用) 。 •(4)高厚度的線切割加工: 線切割加工時，工件的 厚度愈厚，線的振動程度愈大，就愈容易斷線。 加工條件的決定方法 電氣條件的決定方法 • 一般可選定的電器條件有無負荷電壓、尖峰電 流、脈波寬、休止寬、電容器容量等五項。欲 重視加工速度時，應加大尖峰電流、脈波寬、 電容量、減少休止寬。且在不會發生斷線的範 圍內，需將無負荷電壓提高。如欲重視加工面 粗細度時，尤應特別設定小的電容器容量。並 且同時亦應隨著小的電容量、減少脈波寬。 加工液電阻係數的考量 • 一般在同一電氣條件下，電阻係數越低，越可 提高其加工速度。然而一旦將電阻係數降低， 則顯著出現電解作用，加工面變色，發生一如 電蝕的巢孔。尤其加工銀鎢合金或超硬合金剛 時，其電阻係數最少也要設定在20萬Ω/cm以上。 至於鋁材的加工，會由於降低電阻係數，導致 產生氧化被膜，有時不會放電。 欲求高精度加工時 • 若重視加工精度時，不但同時亦應重視其加工 面粗造度，採用ψ0.1mm以下的鎢鋼線，調整其 拉力為最大，並將無負荷電壓降低，加工槽寬 調小，同時亦應盡量減小導件的跨距。 •謝謝聆聽