放电加工原理和应用-线切割放电加工

放电加工原理和应用-线切割放电加工内容摘要：

工為正極性加工。 （ g）效率因子（ Duty Factor， DF） 效率因子是指真正放電時間在一個放電週期中所佔的比例。 其公式為 DF﹦ τp/τnτpτoff 若設峰值電流為 Ip、放電脈衝電壓為 τon 、 極間電壓為 Vg，則單發放電能量 W為： （ a） 送線速度（ Wire Speed， Fw） 指線電極供應的速度。 線切割加工後的銅線一般都捨棄不 用，故不考慮電極消耗。 送線速度小能使放電穩定，但卻 易使 放電點集中而斷線 ， 送線速度大則不易斷線，但加工 成本將提高。 （ b）線張力（ Wire Tension， T） 指加工時給予線電極的張力。 提高線張力能減少爆壓力 對線電極所產生的振幅，進而提高加工速度與尺寸精度， 但當 張力過大時，由於線本身的抗拉強度有限，加上放電 所產生的高熱會使線電極軟化，反而容易造成斷線。 （ c）線電極旋轉速度（ Wire Rotational Speed， WRS） 此為本實驗新增之參數，是指以送線方向為主軸旋轉的 轉速，單位為 RPM。 機械參數 線切割加工特性 線切割加工特性通常 以材料去除率、工件表面粗糙度及加 工擴槽量為評估基準 ，在電極消耗部份，由於線電極加工 後即捨棄不用，故不考慮電極消耗問題。 （ A）材料去除率 一般放電加工 衡量加工速度快慢的指標為材料去除率 ，單位 為 g/min 或 mm3/min，而線切割加工為溝槽寬本身的加工， 所以加工速度通常定義為單位時間下加工工件的截面積，亦 即： 加工速度（ mm2/min） ﹦ 加工進給速度（ mm/min） 被加工物厚度（ mm） 通常影響加工速度的因素有以下幾點 （ 1）工件材質差異： 工件的 材料性質 如導電度、熱傳導性均會影響 加工速度。 一般業界常用的材料加工速度快慢 依序為鋁、銅、 SKD1 SKD碳化鎢。 （ 2）線電極直徑及材質的不同： 線電極直徑愈大，電流容量增大，加工速度就 會增加。 線材質的不同也影響著加工速度，例 如黃銅線加工速度較電解銅來的大。 （ 3）工件材料厚度的影響： 工件厚度愈厚，放電面積增大，加工屑增加 而不易排除，就會導致加工速度降低。 （ 4）線張力的影響： 線張力愈強時，加工速度愈快 ；因為線震動的震 幅減小、加工擴槽減小，往前進方向的移動方向 相對增加，因而提高加工速度。 （ 5）其他如 加工液之比電阻、加工液種類 及加工液循環方式，皆會影響到加工速度。 （ B）工件表面粗糙度 表面粗糙度是指加工後，工件表面凹击不平 的程度。 表面粗糙度值愈小，表示加工面愈 好，通常 影響表面粗糙度的因素是放電能量 的大小、工件與電極材料的特性、加工液的 物理性質、加工屑排除的能力 等，而通常表 面粗糙度的表示方式有下列二種： （ 1） 最大表面粗糙度（ Rmax）： 最大表面粗糙度是由加工截面的輪廓曲線中，取一段基準 長度 L，而此段曲線中最高與最低處的差異，即為最大表 面粗糙度值，單位以（ μm ）表示。 （ 2） 中心線平均粗糙度（ Ra） 中心線平均粗糙度是將量測所得的粗糙度曲線 f（ x）， 依 X軸分割成上下兩部份，並使這兩部份所圍成的面積相 等，以 X 軸成上下所圍成的總面積，除以基準長度 L，即 為中心線平均粗糙度（ Ra）。 加工擴槽量示意圖 （ C）加工擴槽量 線切割加工時，不僅 線電極前緣須與工件間維持適當的放電間隙 ，線電極側面亦因放電作用在加工後產生一定的溝槽寬度，此加工溝槽寬度為線電極直徑加上兩側放電間隙寬度（為單邊加工擴槽量的兩倍） 加工擴槽量會影響到加工精度值、加工屑的衝除與加工液的冷卻 等，故為線切割加工的一項重要。