臺灣博碩士論文加值系統

摘 要

國內數控工具機發展技術及普及率高，如能結合數控工具機本身自有的控制系統和XYZ平台構和數控指令等，開發一套「簡易可拆依附型雷射切鑽系統」，並以經濟性、發展性為前提。

在探討雷射鑽孔Inconel 339鎳基合金材料時，Nd:YAG雷射工具機之設計加工條件對孔精度的影響，並找出雷射最佳加工條件的組合。雷射進行鑽孔實驗，並和其它加工法做為比較後量測孔精度和微裂縫長度，對雷射鑽孔Inconel 339鎳基合金材料的加工品質及加工效率有極大的助益。此架構並可進一步擴展使航太零件之雷射加工有更完備的製程技術資料可依循，對航太產業的發展有實質上的貢獻。

Abstract

Domestic numerical control tool machine It is high to develop technology and In large quantity If can combine Own control system of machinery and With XYZ platform and numerical control order,Develop Cut the system of boring laserly in' simple and easy removable depending on type ' And if economic , expansionary.

Probing into and holing Inconel 339 laserly alloy material hour, Design of the laser tool machine and Processing condition , Impact on precision of hole and find out the laser best association which process the condition , Process the law and do it in order to compare with other , Quantity examines the precision of hole and little length of crack after comparing,
The processing quality and processing efficiency of 339 nickel base alloy materials of Inconel has great benefitting to holing laserly , Can is it make the part too of boat to expand further
Laser to process have making technical data Cheng can be in accordance with following complete, There is contribution in fact in the development of the industry very much to the boat.

目 錄
中文摘要………………………………………………………………….i
英文摘要………………………………………………………………….ii
目錄……………………………………………………………………….iii
圖目錄…………………………………………………………………….vi
表目錄…………………………………………………………………….vii

第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 前言……………………………………………………………….1

第二章文獻回顧………………………………………............2
2.1 Inconel 339鎳基合金………………………………………….2
2.2 雷射鑽孔……………………………………………………..….3
2.3 微裂縫 …………………………………………………………….3
2.4田口法……………………………………………………………..4
2.5研究範圍與目的 …………………………………………………..4

第三章 Inconel 339鎳基合金…………………………………………5
3.1 Inconel 339介紹…………………………………………………5
3.2 Inconel 339鎳基合金合金在航太業之應用…………………….7

第四章 雷射鑽孔 …………………………………………………………8
4.1前言……………………………………………………….…………….8
4.2雷射的發展史 …………………………………………………………9
4.3 雷射的性質……………………………………………………………10
4.4雷射產生的機制………………………………………………………..11
4.5雷射系統規劃 ……………………………………………………….12
4.6擴束鏡…………………………………………………………………..13
4.7共焦鏡……………………………………………………………….…14
4.8鑽孔結構圖…………………………………………………………….14
4.9切割頭設計…………………………………………………………….16
4.10振鏡直流電動機步進馬達……………………………………………18
4.11電動機驅動板控制……………………………………………………19
4.12數位/類比卡……………………………………………………..……20
4.13光機電整裝裝配………………………………………………………21
4.14固態雷射組……………………………………………………………22
4.15雷射光的特性 …………………………………………………….…23
4.16雷射鑽孔原理…………………………………………………………25
4.17雷射鑽孔的優缺點 ………………………………………………….26

第五章 田口法…………………………………………………………….27
5.1 前言……………………………………………………………………27
5.2田口法原理…………………………………………………………….28
5.3 參數設計之最佳化程序………………………………………………29
第六章 實驗程序………………………………………………………..31
6.1實驗材料與設備……………………………………………………..31
6.2田口法實驗設計……………………………………………………..32
6.3實驗步驟……………………………………………………………..33

第七章 結果與討論……………………………………………………….39
7.1結果討論………………………………………………………………39
7.2加工條件對孔精度的影響……………………………………………40

第八章 結論與建議……………………………………………………….42
8.1結論…………………………………………………………………….42
8.2未來發展……………………………………………………………….43
作者簡介…………………………………………………………….…..…44
參考文獻…………………………………………………………………...45

附錄
附錄A :實驗設備規格…………………………………………………….49
附錄B : 最佳化之尖峰功率及焦點位置 ……………………………….50
附錄C :實驗計劃表條件水準值………………………………………….51
附錄D :符號索引……………………………………………………….…53

圖目錄

圖4-4-1 光子受激、輻射的基本程………………………………………11
圖4-5雷射系統規劃………………………………………………………12
圖4-6擴束鏡………………………………………………………………13
圖4-7共焦鏡………………………………………………………………14
圖4-8鑽孔結構圖…………………………………………………………14
圖4-9切割頭設計…………………………………………………………16
圖4-10振鏡直流電動機步進馬達………………………………………..18
圖4-11電動機驅動板控制………………………………………………..19
圖4-12數位/類比卡……………………………………………………….20
圖4-13光機電整裝裝……………………………………………………...21
圖4-15雷射光的特性…………………………………………………..…23
圖6-3-1 Inconel 339鎳基合金試片……………………………………33
圖6-3-2可程式雷射加工機示意圖………………………………………34
圖6-3-3投影顯微鏡………………………………………………………35
圖6-3-4線切割放電加工機………………………………………………36
圖6-3-5打孔放電加工機 ……………………………………………….37
圖6-3-6 Nd:YAG雷射加工Inconel 339鎳基合金表面觀查……………38
圖6-3-7 Nd:YAG雷射加工Inconel 339鎳基合金側壁觀查……………38
圖6-3-8 Nd :YAG雷射加工Inconel 339鎳基合金側面微裂縫觀查……38

表目錄

表3-1-1 Inconel 339鎳基合金成分……………………………………5
表3-1-2 Inconel 339鎳基合金之機械與物理性質……………………6
表3-1-3 Inconel 339鎳基合金主要成份說明………………………6
表3-2-1 空用發動機之構成材料…………………………………………7
表4-9切割頭功能組件說明………………………………………………17
表4-15 各式雷射之種類、特徵及其應用……………………………..24
表4-17-1 雷射鑽孔與傳統機械鑽孔之優缺點比較……………………26
表4-17-2 雷射鑽孔與放電加工之優缺點較……………………………27
表5-3-1田口法求得之雷射加工最佳條件………………………………30
表6-3雷射加工Inconel 339 1mm孔徑×3mm深試片效能表………….38
表7-1 控制因子對孔精度S/N比之變異數分析…………………………39

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