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研究生:賴逸鵬
研究生(外文):Yi-Peng Lai
論文名稱:線切割放電加工精修電源系統之研發及其應用
論文名稱(外文):Development and Application of a Fine-Finish Power Supply in Wire-EDM
指導教授:顏木田
指導教授(外文):Mu-Tian Yan
學位類別:碩士
校院名稱:華梵大學
系所名稱:機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:89
中文關鍵詞:線切割放電加工抗電解鈦合金複雜型變質層負極性低能量精修電源表面粗度
外文關鍵詞:Wire-EDMAnti-electrolysisFine finish power supplySurface finishsystem
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線切割放電加工是以去離子水為加工液,因此在放電加工過程中常會伴隨著電解作用的產生,而電解作用對於加工物會造成變質層增厚、工件表面產生劣化以及加工精度變差的影響,進而降低加工品質以及工件壽命。本論文目的是研發線切割放電加工精修電源,首先設計抗電解放電迴路,再利用複雜型可規劃邏輯晶片進行脈波控制電路的設計與實現,而本論文所設計之精修電源迴路具有雙洩流的特色,利用兩組電晶體,分別針對不同極性放電進行洩流之動作,並且利用四組電晶體來達到極性交換之目的,可抑制電解作用的發生,調整放電迴路中的限流電阻值高低,可提供500 KHz之高頻低能量放電脈波。在電源性能測試方面,經過實驗後得知在放電過程中,放電迴路中的電阻增大會造成放電電流峰值的降低;放電電流持續時間可由放電電容值調整,若放電電容值越大放電能量也越大,因此會造成放電電流時間的增加,而放電時間增大會使放電電流峰值以及變質層厚度增加;在加工測試方面,利用田口式實驗計畫法來探討各加工參數對於表面粗度之影響由變異數分析得知負極性放電時間與限流電阻為其顯著因子,且負極性放電時間增加會使表面粗糙度上升,而限流電阻增加卻會造成表面粗糙度下降。而經由加工鈦合金以及碳化鎢兩種特殊材料證實本論文所開發之電晶體電容式精修電源迴路確實可抑制電解作用的發生,此電源系統可提供短脈衝之放電電流,確實抑制放電痕的產生,在經過割一修四之精修步驟之後,可得到表面粗糙度Ra為0.22μm之鏡面加工。
This paper presents the development and application of a new fine finish power supply in Wire-EDM. The transistor-controlled power supply composed of a full-bridge circuit, two snubber circuits and a pulse control circuit was designed to provide the functions of anti-electrolysis, high-frequency and very low energy pulse control. Test results indicated that the pulse duration of discharge current can be shortened through the adjustment of a capacitance in parallel with the sparking gap. A high current-limiting resistance results in a decrease of discharge current. Discharge current increases as the increase of pulse-on time and thus contributing to an increase in thickness of recast layer. Experimental results not only verify the usefulness of the developed fine finish power supply in eliminating titanium’s bluing effect and reducing micro-cracking in tungsten carbide caused by the electrolytic effect, they also demonstrate that the developed system can achieve a fine surface finish as low as 0.22 μm Ra.
誌謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
表錄 VII
圖錄 VIII
第一章 序論 1
1.1引言 1
1.2文獻回顧 3
1.2.1電解氧化的影響 3
1.2.2抗電解電源迴路 4
1.2.3加工精度探討 5
1.2.4放電加工參數最佳化 6
1.3研究目的與方法 8
1.4本文結構 9
第二章 放電加工技術 11
2.1 放電加工原理 11
2.1.1放電現象說明 11
2.1.2放電的基本轉換過程 12
2.1.3 放電火花之結構 13
2.2放電電源系統 16
2.2.1依放電迴路分類 16
2.2.2依放電能量分類 17
2.2.3 線切割放電加工機之電源系統 18
2.3線切割放電加工特性 21
2.3.1 加工速度 21
2.3.2加工精度 22
2.4加工參數變化的影響 23
第三章 極性交換精修電源系統設計 27
3.1 放電迴路設計 27
3.1.1 低能量的放電迴路設計 28
3.1.2極性交換精修電源迴路設計 29
3.1.3極性交換精修電源迴路脈波控制時序 30
3.1.4電晶體驅動電路設計 33
3.2放電迴路製作 34
3.3脈波控制電路之設計 37
3.3.1極性交換放電迴路之脈波控制訊號 39
3.4脈波控制訊號之實現 39
3.5 田口式實驗計畫法 42
第四章 實驗設備與實驗規劃 46
4.1加工設備 46
4.2量測設備 49
4.3 電源性能測試實驗規劃 51
4.3.1 放電時間與放電電流之關係 51
4.3.2 限流電阻與放電電流之關係 52
4.3.3 放電電流與變質層之關係 52
4.4 加工測試實驗規劃 52
4.4.1 抗電解加工測試 53
4.4.2 田口式實驗計畫法 53
4.5 加工特性量測 56
第五章 實驗結果與分析 58
5.1極性交換精修放電波形 58
5.1.1放電波形分類 58
5.2結果與分析 61
5.2.1放電時間對放電電流峰值之影響 61
5.2.2 限流電阻對放電電流峰值之影響 62
5.2.3放電電流對變質層之影響 63
5.2.4 抗電解加工測試 65
5.2.5精修加工特性分析 67
5.3 表面細緻化達成 73
第六章 結論與建議 80
參考文獻 82
附錄一 87
[1]Jean Dewarrat, ’’ What Can Be Done to Eliminate the Electrolysis Problem with Wire EDMs? ”, EDM Technology, Vol. 2, pp. 8-11.
[2]K. Masui, T. Sone, K. Demizu, “ The Microhardness on Wire-EDM’s Surface ” , The Japan Society for Precision Engineering, Vol. 57, No. 6,1991, pp.138-143.
[3]K. Masui, T. Sone, “Surface Integrity and Its Improvement of EDM”, The Japan Society for Precision Engineering, Vol. 57, No. 6, 1988, pp.13-16.
[4]K. Masui, T. Sone, “The Electrolytic Corrosion on Wire-EDMed Surface”, The Japan Society for Precision Engineering, Vol. 54, No. 6,1988, pp. 160-165.
[5]Y. Suziki, M. Kishi, “Improvement of Surface Roughness in Wire-EDM”, Proceedings of the 9th International Symposium on Electro-Machining (ISEM-9), 1989, pp. 80-83.
[6]H. Minani, K. Masui, H. Hagino, “Coloring Method of Titanium Alloy Using EDM Process”, Proceedings of the 11th International Symposium on Electro-Machining (ISEM-11), 1998, pp. 503-512.
[7]T. Magara, H. Yamada, S. Sato, T. Ystomi, K. Kobayashi, “Improvement of Surface Quality by Non-Electrolysis Wire-EDM”, The Japan Society for Precision Engineering, Vol. 59, No. 7,1993, pp. 1157-1162.
[8]鄭昭文,高頻交流式放電加工機電源之研製,國立台灣大學電機工程學研究所碩士論文,民國九十一年六月。
[9]三菱公司,中華民國專利,公告證號00521018。
[10]Sodick Co., United States Patent, Patent Number 6,130,395, Oct.10, 2000.
[11]徐承裕,電力變數對放電加工的影響,中正理工學院機械工程研究所碩士論文, 民國六十七年七月。
[12]林炎成,放電加工表面改質與精修效果之研究,國立中央大學機械工程研究所博士論文,民國九十年。
[13]陳秋寶,田口方法動態特性理論應用於放電加工製程最佳化研究,私立長庚大學機械工程研究所碩士論文,民國九十年。
[14]陳彥宏,線切割放電加工精修表面細緻化之研究,台大機械研究所碩士論文,民國九十年六月。
[15]R.E. Williams, K.P. Rajurkar, “Study of Wire Electrical Discharge Machined Surfaced Characteristics”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 28, 1991, pp. 127-138.
[16]Kichi Koreyeda, “Study on Underwater Electrospark Machining”, The Japan Society for Precision Engineering, Vol. 23, No. 2,1989, pp. 111-117.
[17]Tajuji Magara and Aichi, “Power Source for Electric Discharge Machining”, U.S. Patent No.5149931, 1992.
[18]Y. Uno, T. Nakajima, M. Okada, “Fundamental Study on Electrical Discharge Machining in Deionized Water”, EDM Technology Vol.1, 1993, pp. 3-11.
[19]J. L. Lin, and C. L. Lin, “The Use of The Orthogonal Array with Grey Relational Analysis to Optimize the Electrical Discharge Machining Process with Multiple Performance Characteristics,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 42, No. 2, 2002, pp. 237-244.
[20]J. T. Huang, and J.L. Lin, “Optimization of Machining Parameters Setting of Die-Sinking EDM Process Based on the Grey Relational Analysis with L18 Orthogonal Array,” Journal of Technology, Vol. 17, No. 4, 2002, pp. 659-664.
[21]C. L. Lin, W.D. Chou, and J.L. Lin, “Optimization of the Electrical Discharge Machining Process Based on Taguchi Method with Fuzzy Logics,” Journal of Science and Technology, Vol. 10, No. 2, 2001, pp. 119-127.
[22]R. Karthikeyan, P. R. Lakshmi Narayanan and R. S. Naagarazan, “Mathematical Modeling for Electric Discharge Machining of Aluminum-Silicon Carbide Particulate Composites,” Journal of Materials Processing Technology, Vol. 87, No. 1-3, 1999, pp.59-63.
[23]陳益原,廖運炫,放電修細加工之電腦輔助製程規劃系統,機械月刊,民國89年8月,pp. 427-436。
[24]黎正中,田口式品質工程與實驗設計之比較,機械工業雜誌,民國83年1月,pp. 176-185。
[25]黃永河,陳河永,卓漢明,SUS30 不銹鋼放電加工特性之田口法分析,南開學報第六期,86年6月, pp. 181-192。
[26]M.N. Dhavlikar, M.S. Kulkarni, and V. Mariappan, “Combined Taguchi and Dual Response Method for Optimization of a Centerless Grinding Operation,” Journal of Materials Processing Technology, Vol. 132, No. 1-3, 2003, pp. 90-94.
[27]H. Ramasawmy, and L. Blunt, “3D Surface Characterization of Electropolished EDMed Surface and Quantitative Assessment of Process Variables Using Taguchi Methodology,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 42, No. 10, 2002, pp. 1129-1133.
[28]J. Simao, H. G. Lee, D. K. Aspinwall, R. C. Dewes, and E. M. Aspinwall, “Workpiece Surface Modification Using Electrical Discharge Machining,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 43, No. 2, 2003, pp. 121-128.
[29]Y.F. Tzeng, and F.C. Chen, “A Simple Approach for Robust Design of High-Speed Electrical Discharge Machining Technology,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 43, No. 3, 2003, pp. 217-227.
[30]林楠盛,放電加工技術之應用理論與實務,機械工業雜誌,民國八十年十月,pp.257-274。
[31]蘇茂鴻,放電原理和應用,機械工業雜誌,民國七十七年三月,pp.143-150。
[32]林東漢,放電加工中的放電形態,機械技術,民國七十七年九月,pp.42-43。
[33]K. P. Rajurkar and W. M. Wang, “A New Model Reference Adaptive Control of EDM”, Annals of the CIRP, Vol. 38, No. 1, 1989, pp. 183-186.
[34]張家軒,微線切割放電加工放電電源系統之設計與實現,華梵大學機電工程研究所碩士論文,民國九十二年六月。
[35]D.D. Dibitonto, P.T. Eubank, M.R. Patel and M.A. Barrufet, ”Theoretical Models of the Electrical Discharge Machining Process. I. A Simple Cathode Erosion Model”, American Institute of Physics, Vol. 66, No. 9, November, 1989, pp.4095-4103.
[36]F. Balleys and Ch. Piantchenko, “Surface Integrity of Materials Machined by Wire EDM Machines”, EDM Technology Vol.4, 1996, pp. 3-6.
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