臺灣博碩士論文加值系統

傳統微放電加工機因其有放電電流過高與放電時間過寬等缺點，使其總輸出能量較高，導致加工精度較低，無法符合現今精密加工產業之需求。因此，本論文提出一可調式脈衝放電迴路，以提供微放電加工機所需之微小能量，其具放電電流可控、放電時間可控、電路架構簡單與電路成本較低等優點。最後，本論文設計完成一可調式脈衝放電迴路置於微放電加工機機台以驗證其功能，從實驗結果可證明其最小放電電流可降低至100mA、最小放電時間可縮短至100ns，並與傳統電晶體式脈衝放電迴路比較，最小擴孔量可縮小50%，故可使用於更精密之應用，符合現今精密加工產業之所需。

The traditional micro-Electro-Discharge Machining (μ-EDM) has some disadvantages, such as too high discharging current and too long discharging time, so its total output power is much more. This leads to the machining accuracy low so that it cannot meet the needs of precision machining industry. Therefore, this thesis proposes a adjustable pulse discharge circuit to provide the μ-EDM to output a desirous micro power. This proposed adjustable pulse discharge circuit has some advantages, such us discharging current controllable, discharging time controllable, simple circuit structure and low cost. Finally, a prototype is designed and implementation for using in μ-EDM to verify its performance. The experimental results demonstrate that the minimum discharging current can be reduced to 100mA, the minimum discharging time can be shortened to 100ns compared with the traditional transistor-type pulse discharge circuit, the over-cut of the μ-EDM with the propose adjustable pulse discharge circuit can be reduced 50%. This shows that the μ-EDM with propose adjustable pulse discharge circuit can be used in more precision applications and meets the needs of precision machining industry.

目錄

中文摘要i
英文摘要ii
誌謝iii
目錄iv
圖目錄vi
表目錄ix

第一章 緒論1
1-1 研究動機與目的1
1-2 內容大綱4
第二章 微放電加工機簡介6
2-1 放電加工原理6
2-2 材料去除機制7
2-3 放電加工參數11
第三章 微放電加工機放電迴路18
3-1 RC式脈衝放電迴路18
3-2 電晶體式脈衝放電迴路21
3-3 電晶體式脈衝放電迴路比較28
第四章 可調式脈衝放電迴路36
4-1 可調式脈衝放電迴路系統架構36
4-2 可調式脈衝放電迴路電路動作原理40
第五章 設計實例45
5-1 實務考量45
5-2 參數設計51
第六章 實驗結果60
第七章 結論80
參考文獻81

圖目錄

圖2-1 放電加工材料去除機制示意圖10
圖2-2 放電加工參數關係圖12
圖2-3 放電電流與電流上升時間關係圖14
圖2-4 正負極性加工示意圖16
圖3-1 RC式脈衝放電迴路19
圖3-2 RC式脈衝放電迴路之兩極電壓與放電電流波形19
圖3-3 電晶體式脈衝放電迴路22
圖3-4 電晶體式脈衝放電迴路之兩極電壓與放電電流波形22
圖3-5 放電電流（IP）與放電時間（ton）示意圖26
圖3-6 奈秒級脈衝電源之系統方塊圖28
圖3-7 微細電解加工脈衝電源之系統方塊圖30
圖3-8 應用於微放電加工機之脈衝產生器31
圖3-9 微放電線切割機電源之系統方塊圖32
圖4-1 應用於微放電加工之可調式脈衝放電迴路系統方塊圖38
圖4-2應用於微放電加工之可調式脈衝放電迴路系統電路圖41
圖4-3應用於微放電加工之可調式脈衝放電迴路系統電路動作時序圖42
圖5-1 放電電流震盪情形示意圖46
圖5-2 測試用的電晶體式脈衝放電迴路47
圖5-3 使用7芯銅線之微放電加工波形圖49
圖5-4 使用100芯銅線之微放電加工波形圖49
圖5-5 使用259芯銀絲線之微放電加工波形圖50
圖5-6 使用259芯銀絲線並且串聯小電阻之微放電加工波形圖50
圖5-7 應用於微放電加工之可調式脈衝放電迴路電路圖54
圖6-1 本文所提出之應用於微放電加工之可調式脈衝放電迴路電路成品圖64
圖6-2 本實驗所使用之微放電加工機機台64
圖6-3 實驗結果與電路動作時序對照圖65
圖6-4 當放電電流為300mA放電時間為100ns截止時間為200ns之微放電加工波形圖66
圖6-5 當放電電流為300mA放電時間為200ns截止時間為200ns之微放電加工波形圖67
圖6-6 當放電電流為300mA放電時間為300ns截止時間為200ns之微放電加工波形圖68
圖6-7 當放電電流為300mA放電時間為500ns截止時間為200ns之微放電加工波形圖69
圖6-8 當放電電流為800mA放電時間為100ns截止時間為250ns之微放電加工波形圖70
圖6-9 當放電電流為100mA放電時間為100ns截止時間為100ns之微放電加工波形圖70
圖6-10 傳統電晶體式脈衝放電迴路之雜散電容放電波形71
圖6-11 本文可調式脈衝放電迴路之雜散電容放電波形71
圖6-12 本文可調式脈衝放電迴路正常放電波形72
圖6-13 傳統電晶體式脈衝放電迴路73
圖6-14 RC式脈衝放電迴路73
圖6-15 自激式脈衝放電迴路74
圖6-16 加工所用之電極尺寸圖75
圖6-17 使用傳統電晶體式脈衝放電迴路於放電電流為500mA放電時間為500ns之工件表面圖76
圖6-18 使用自激式脈衝放電迴路於放電電流為700mA放電時間為70ns之工件表面圖76
圖6-19 使用可調式脈衝放電迴路於放電電流為100mA放電時間為100ns之工件表面圖77

表目錄

表3-1 放電迴路優缺點比較表34
表5-1 零件參數表47
表5.2 可調式脈衝放電迴路放電參數表52
表5-3 電路轉換延遲時間表59
表6.1 放電迴路參數表74
表6.2 加工精度表79

參考文獻

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