微细线切割表面形貌与加工精度之研究.PPT

線偏置量對微細線切割放電加工之加工特性探討 戴子堯1、許富銓2、曾吉隆1、賴進祥1、陳致維1 1南台科技大學機械工程系 2金屬工業研究發展中心 精微成形研發處 模具組 中國機械工程學會 第二十六屆全國學術研討會 大綱 前言 實驗方法與規劃 實驗結果與討論 結論 1/16 前言 微細線切割放電加工為精微加工領域之一，因工件與線電極之間並沒有接觸，故工件本身沒有受到機械應力的影響，同時，加工線會一直以新線來對工件進行加工，因此沒有電極磨耗問題，而易於達到精密加工的目的。 本研究以不同的放電參數厚度(T)，對於不同之工件厚度(t)來分析加工槽寬的變化和放電參數厚度之設定，對於表面粗糙度與白層厚度之影響，以了解偏置量對於表面粗糙度與白層厚度的關聯性，期望能提昇微細切割放電加工之加工品質。 2/16 微細線切割工機: 瑞士Agie Charmilles公司所生產的Vertex 1F 所採用加工液為去離子水 工件材料: 經熱處理之不銹鋼(SUS420-HRC47)工件厚度(t)分別 為:2mm、 6mm與10mm 放電參數厚度(T): 2mm、6mm與10mm 表面粗糙度設定值: Ra0.05μm 線電極材料: 微細鎢線直徑為30μm 加工道次: 粗割一細修五 3/16 實驗方法 實驗規劃 本研究規劃的分析主題，主要分成三大部分： (1)加工槽寬 (2)表面粗糙度與形貌 (3)白層厚度 以電子顯微鏡來觀察不同加工道次下之表面形貌。 使用光學顯微鏡將工件厚度分為五等份由上到下來進行取得量測數值，並平均得到加工槽寬值。 表面粗糙度是經由次微米量測儀來量測 4/16 工件切入長度: 40μm 5/16 實驗規劃 機台外觀 工件架設實體圖 工件切割後示意圖 加工道次NO.1 加工道次NO.2 加工道次NO.3 加工道次NO.4 加工道次NO.5 加工道次NO.6 線電極 6/16 偏置量Offset(Ofs)定義 預留量 Ofs 線半徑(r) 最終加工面 線電極中心 加工面 放電間隙(gap) 加工道次NO.1 加工道次NO.2 加工道次NO.3 加工道次NO.4 加工道次NO.5 加工道次NO.6 實驗規劃 為線電極中心到所要之最終加工面距離，其中包含預留量、線半徑與放電間隙。 偏置量Ofs 線半徑(r)+放電間隙(gap)+預留量 偏置量對於表面粗糙度影響示意圖 偏置量對於尺寸精度影響示意圖。 7/16 在進行工件厚度(t)：2mm切割時，所使用之放電參數厚度(T)：2mm，其Ofs之距離較接近於工件表面，其gap也較小 但當使用放電參數厚度(T)：6mm，其Ofs較大於放電參數厚度(T)：2mm，而此Ofs來切割工件厚度(t)：2mm時，將會有所影響 實驗規劃 放電參數厚度(T)2mm之工件厚度(t)與加工槽寬關係圖。 8/16 實驗結果與討論-加工槽寬 加工槽寬以工件厚度由小而大，分別為67.1μm、64.9μm、67.4μm減少到34.7μm、35.1μm、36.7μm。 放電參數厚度(T)6mm之工件厚度(t)與加工槽寬關係圖。 9/16 實驗結果與討論-加工槽寬 從工件厚度由小而大，分別為62.6μm、65μm、67.7μm減少到36.4μm、34.1μm、40.7μm 放電參數厚度(T)10mm之工件厚度(t)與加工槽寬關係圖。 10/16 實驗結果與討論-加工槽寬 加工槽寬在加工道次NO.3可明顯看出工件厚度(t)10mm大於6mm大於2mm，分別為65μm、52μm、44μm 放電參數厚度(T)2mm之工件厚度(t)與表面粗糙度關係圖。 11/16 實驗結果與討論-表面粗糙度 工件厚度(t)2mm之表面粗糙度減少了0..97μmRa，工件厚度(t)6mm減少了0.86μmRa，工件厚度(t)10mm減少了0.65μmRa 放電參數厚度(T)2mm、工件厚度(t=2)之加工道次6 放電參數厚度(T)6 mm之工件厚度(t)與表面粗糙度關係圖。 12/16 實驗結果與討論-表面粗糙度 在工件厚度(t)2mm減少了1.23μmRa，工件厚度(t)6mm減少了0.67μmRa，工件厚度(t)10mm減少了0.75μmRa 偏置量Offset(Ofs) 偏置量Ofs 線半徑(r)+放電間隙(gap)+預留量 放電參數厚度(T)10mm之工件厚度(t)與表面粗糙度關係圖。 13/16 實驗結果與討論-表面粗糙度 加工能量會隨著加工道次的增加而減少，在工件厚度由小到大分別改善了0.434μmRa、1.24μmRa與0.49μmRa 14/16 放電參數厚度(T)2mm、工件厚度(t=2)之加工道次 與表面形貌關係圖(材