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有限元素分析探討放電加工機熱變形 Finite Element Analysis of Thermal Deformation for Electrical Discharge Machining

有限元素分析探討放電加工機熱變形 Finite Element Analysis of Thermal Deformation for Electrical Discharge Machining. 指導教授：戴子堯 教授 報告者： 陳亞維. 大 綱. 研究動機與目的 研究方法 結果與討論 結論. 一、研究動機與目的. 隨著工業不斷的進步，使產品的加工精度需求越來越高，而產品的精度取決於機台的加工精度。 在 機台總誤差中，熱誤差就占 40~70% ，故本研究針對放電加工機 易產生熱之處 ( 馬達、電極、油液 ) 作變形量與溫度量測。

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有限元素分析探討放電加工機熱變形 Finite Element Analysis of Thermal Deformation for Electrical Discharge Machining

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Presentation Transcript

  1. 有限元素分析探討放電加工機熱變形 Finite Element Analysis of Thermal Deformation for Electrical Discharge Machining 指導教授：戴子堯 教授 報告者：陳亞維

  2. 大綱 • 研究動機與目的 • 研究方法 • 結果與討論 • 結論

  3. 一、研究動機與目的 • 隨著工業不斷的進步，使產品的加工精度需求越來越高，而產品的精度取決於機台的加工精度。 • 在機台總誤差中，熱誤差就占40~70%，故本研究針對放電加工機易產生熱之處(馬達、電極、油液)作變形量與溫度量測。 • 為探討放電加工機溫升熱變形對結構的影響，本研究將所量測的溫度值匯入有限元素分析軟體進行模擬，在比較實際變形量與模擬變形量間的值，來評估模擬預估是否準確。

  4. 二、研究方法

  5. 實驗流程 放電加工機之機型選取 C型結構式 環境溫度25℃ 量測時間6小時 Solidworks 繪製機台3D模型 參數設定 資料彙整 實際機台量測 ANSYS 有限元素分析模擬 機台結構改善設計 輸出模擬結果 位移量測 溫度量測 實驗測試結果 Z 軸 變形 量 電極溫度 油液溫度 馬達溫度 Z軸變形 量 成果撰寫

  6. 實驗設備介紹 • 本實驗所選用的機台為億曜科技所生產之C型結構放電加工機，C型放電加工機之結構特性為機柱只做Z軸方向移動，加工槽可作X、Y方向的移動，加工行程為400 X 300 mm，而C型結構最主要機械特性為強度較高。 圖1 放電加工機

  7. 溫度量測系統 量測時間：6 小時

  8. 馬達 • 馬達 • 電極 • 油液 電極 油液

  9. 位移量測系統 Laser Doppler Displacement Meter ( LDDM ) 量測時間：6 小時

  10. 雷射干涉儀的原理 反射鏡 雷射頭 反射鏡 接收器

  11. 三、結果與討論

  12. 實驗部分

  13. 馬達實驗(環境溫度25℃) 作動時間：6 小時

  14. 馬達實驗(環境溫度25℃)

  15. 油液實驗(環境溫度25℃) 作動時間：6 小時

  16. 油液實驗(環境溫度25℃)

  17. 放電實驗(環境溫度25℃) 量測時間：6 小時

  18. 模擬部分

  19. 放電實驗(環境溫度25℃)

  20. 馬達模擬 • Initial temperature：25℃ • Step end time：21600s • Convection：25℃ • Temperature：實驗的溫度

  21. 油液模擬 • Initial temperature：25 ℃ • Step end time：21600s • Convection：25 ℃ • Temperature：實驗的溫度

  22. 放電模擬 • Initial temperature：25 ℃ • Step end time：21600s • Convection：25 ℃ • Temperature：實驗的溫度

  23. 油液實驗模擬結果

  24. 四、結論 • 環境溫度25℃下之熱源探討實驗中，馬達實驗所產生的溫升跟變形是最不明顯的，因為放電加工機的加工移動量並不大。 • 油液實驗之溫度跟變形是最明顯的，而造成油液昇溫的主因是循環用馬達所產生的熱，若開啟冷卻機去做冷卻循環時，變形量會隨著油溫而改變。 • 放電實驗所產生之熱變形為以上兩種實驗的綜合。 • 模擬誤差量在5%以內。

  25. Thank you for your attention !

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