nontraditional manufacturing processes · 最適於加工鋁合金與鎂合金等輕合金...
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2010/11/25
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傳統加工
車 拉 切削 鉋 鑽 銑切削原理
正交切削 斜交切削 切削機構 彈性塑性行為 切削力分析 破壞分析 切削之剪應力與剪應變 磨擦 磨耗與工具壽命 切削溫度 切削液 刀具材料 工件材料 刀具幾何 切屑控制 表面粗糙度
超音波加工(USM) 磨料噴射加工(AJM)
電化學加工(ECM)放電加工(EDM)
電子束加工(EBM) 雷射加工(LBM)
電漿弧加工(PAM)化學加工(CHM)
快速原型(Rapid Prototype)
非傳統加工(特殊加工)
Nontraditional Manufacturing Processes
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傳統加工
車 拉 切削 鉋 刀刃
切屑
切削原理
溫度
應力
切削力
非傳統加工
•高功率消耗
•低材料切除率
•加工特殊材料
•製造複雜零件
表面效應（非傳統加工較優）
1. 表面粗糙度
2. 熱影響區
3. 硬度變化
4. 裂縫
5. 殘留應力
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• 機械能
剪斷
沖蝕
• 電能
電化學能加工 反電鍍原理（陰極工具、陽極工件）
• 熱能
熱能將材料蒸發或熔解
• 化學能
化學作用
切除材料使用能量形式分類
• 機械能
磨料噴射切削(AJM)
磨料噴射 超音波 磨料流 動液壓
• 電能
電化學能加工(ECM)
• 熱能
放電加工(EDM) 電子束加工(EBM)
雷射加工(LBM) 電漿電弧加工(PAM)
• 化學能
化學切削(CHM)
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八大非傳統加工的方式八大非傳統加工的方式•超音波加工(USM)
•磨料噴射加工(AJM)
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•電化學加工(ECM)
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•放電加工(EDM)
•電子束加工(EBM)
•雷射加工(LBM)
•電漿弧加工(PAM)
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•化學加工(CHM) 化學能
熱能
電能
機械能
•磨料噴射加工(AJM) 微細磨料粒子高速噴射氣體加速通
過微小噴嘴
•電化學加工(ECM) 反電鍍原理（工具陰極工件陽極）
•放電加工(EDM) 高頻放電火花蒸發切除金屬
•電子束加工(EBM) 高速電子撞擊工件動能轉換成熱能
•雷射加工(LBM) 激發的光能轉換成熱能
•電漿弧加工(PAM) 游離電漿的能量作轉換
•化學加工(CHM) 化學作用
大多數金屬易受一種或多種化學元素
沖蝕
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•磨料噴射加工(AJM)
切削薄且硬的材料
與在大片材料上切削複雜的孔形
•電化學加工(ECM)
反電鍍原理
•放電加工(EDM)
在硬直強韌的材料上加工高精密的孔
•電子束加工(EBM)
•雷射加工(LBM)
•電漿弧加工(PAM)
穿孔與薄片之精密微細切削
金屬與合金的接合或焊接
•化學加工(CHM)
大片材料表面上加工淺凹痕
生產薄且複雜金屬零件
最適於加工鋁合金與鎂合金等輕合金
非傳統加工非傳統加工 製程中之物理參數
電位 V
電流 A
功率 W
間隙 mm/in
切削媒質
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加工參數 加工特性
放電時間
放電休止時間
床台進給
沖水壓力
伺服電壓
表面粗糙度
加工溝槽寬
變質層
加工速度
非線性迴歸
類神經網路
高電壓 低電流 EBM
高電流 低電壓 ECM 以高電流切除塊狀離子微粒
高速電子衝擊為驅動能
功率最大 ECM (PAM)
間隙 EBM,LBM > AJM,PAM > USM,EDM,ECM(幾乎是接觸)
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非傳統加工非傳統加工 外形上的應用
•孔
精細小孔 深孔 淺 深
•貫穿孔 精細 標準
•凹穴 淺 深
•曲面 雙輪廓 旋轉表面
•貫穿切割 淺 深
•特殊應用 磨 搪 去毛邊 切螺紋
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1. 非傳統加工適於所有的金屬以及合金
2. 傳統加工對超合金與硬材料切削能力極差
3. USM,AJM,EBM,LBM 適於 非金屬材料
4. USM 不適於鋁合金與超合金
5. CHM,LBM,PAM 不適於難切削材料
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零件切削後之效應
切除率
尺寸精度
圓角半徑
錐度
表面光度
表面刮痕
金屬切除率 ECM,PAM 較大
尺寸精度 最佳 USM ,EDM 最差 PAM
圓角半徑 較佳 USM,ECM,EDM
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錐度 最佳 ECM 最差 EBM,LBM
表面光度 最佳 USM 最差 PAM
表面刮痕 EDM,PAM (熱能加工)
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