第一章 序 論
1. 何謂非傳統加工?
答：非傳統加工(Nontraditional Machining)是指傳統車、鉗、銑、鉋、磨等加工以外的一些新的機 械加工方法的總稱，主要是指不直接利用機械能，而是利用電能、熱能、光能、聲能、化學能 等其他能量來對工件進行尺寸、形狀變更或表面處理加工的一些方法。
2. 請列出為何會發展非傳統加工方法的原因。
答：(1) 新物理現象建構出創新的加工方法。
(2) 許多新材料或合金，如：高強度耐高溫的合金、纖維強化複合材料、陶磁、鈷合金和碳化 物等用傳統的方法難以加工，非使用非傳統的加工方法加工不可。
(3) 現代的材料通常需要被切割成無法以傳統方法加工之複雜形狀構件，非傳統加工方法則可 毫無困難的切割出這些複雜形狀材料。
3. 說明非傳統加工的分類。
答：非傳統加工的分類至今還沒有明確的劃分，有分成物理加工與化學加工者；亦有將其分為機械 的(mechanical)、電的(electrical)、熱的(thermal)、及化學的(chemical)加工。雖然很多加工不只 包含一種過程，因此無論如何劃分皆不能分割清楚，但是依照所用能量和作用原理來分類，可 將非傳統加工方法具體分類如下：
項 次 加工方法 使用能量類型 加工機制 次分類及英文代號
1 放電加工 電能、熱能 融化、汽化
形雕放電加工(EDM) 線切割放電加 工 (WEDM) 微 放 電 加 工 (Micro EDM)
2 電化學加工 電化學能 離子轉移 電解加工(ECM) 電解磨削(ECG) 3 雷射加工 光能、熱能 融化、汽化 LBM
4 電子束加工 電能、熱能 融化、汽化 EBM 5 離子束加工 電能、機械能 切蝕 IBM 6 電漿加工 電能、熱能 融化、汽化 PAM 7 超音波加工 聲能、機械能 切蝕 USM 8 流體噴射加工 機械能 切蝕 WDM
9 磨料噴射加工 機械能 切蝕 磨 料 噴 射 加 工 (AJM) 磨 料 流 加 工 (AFM)
10 化學加工 化學能 腐蝕 化學加工(ECM) 光化學加工(PCM)
4. 請比較各種非傳統加工法在應用上的差異。
答：表所示為幾種非傳統加工法的綜合比較，從表中可以看出非傳統加工法的應用範圍相當廣泛，
各種加工法之應用範圍也不一樣。
幾種非傳統加工法的綜合比較 可加工 工具損 材料去除率 尺寸精度 表面粗糙 加工
方法 材料 耗率(%) (mm3/min) (mm) 度Ra(µm) 主要適用範圍
放電 加工
任何導 電的金 屬材料
1~50 30~3000 0.03~0.003 10~0.04
從數微米的孔、槽到數米的 超大型模具、工件等。如，
各種類型的孔、各種類型的 模具。還可刻字、表面強化、
塗覆、磨削等加工 線切
割放 電加 工
任何導 電的金 屬材料
極小 20~200
mm2/min 0.02~0.002 5~0.32
切割各種二維及三維直紋 面 組 成 的 各 種 模 具 及 零 件。也常用於半導體材料和 貴重金屬的切割
電化 學加 工
任何導 電的金 屬材料
不損耗 100~10000 0.1~0.01 1.25~0.16
從 微 小 零 件 到 超 大 型 工 件、模具的加工。如型孔、
型腔、拋光、去毛邊等 雷射
加工
任何材
料 不損耗 0.1 0.01~0.001 10~1.25
精密加工微小孔、窄縫及成 形切割、刻蝕。還可銲接，
熱處理 電子
束加 工
任何材
料 不損耗 1.6 0.01~0.001 10~1.25
在各種難加工材料上打微 小孔、切縫、蝕刻、銲接等 離子
束加 工
任何材
料 不損耗 很低 最高為
0.01µm 0.01
精密微細加工零件表面、拋 光、刻蝕、鍍覆等
電漿 加工
鋼料、
塑料 不損耗 75000 平均0.3 1.6~3.2 切割、銲接、熱處理、表面 強化
超音 波加 工
任何材
料 0.1~1.0 1~50 0.03~0.005 0.63~0.16
切割、加工各種諸如玻璃、
石英、金剛石等脆硬材料。
可穿孔、套料、研磨 磨料
噴射 加工
任何材 料
噴嘴損
耗 20 0.05 0.15~1.6 切割、去毛邊、清理表面、
刻蝕 化學
加工
易腐蝕 金屬材 料
不損耗 15.0 0.01~0.001 0.4~12.5
薄板、片、理孔、型腔的加 工，還可減重、圖形蝕刻等
第二章 放電加工
1. 試述放電加工之原理。
答：放電加工(Electric Discharge Machining，簡稱EDM)是將工件和電極同時浸入介電液中(通常為 煤油或蒸餾水)，利用特殊電源供給直流脈衝(DC pulse)，電源正負極各接於工件和電極上，電 極與工件由伺服機構控制而維持一小間隙(稱為放電間隙Discharge Gap)並產生一電場，當放電 間隙接近至數m µ 距離時，電場強度增大，而在距離最短之處因介電液的絕緣破壞而產生火花 (此時稱為放電現象)。此火花立即變成細的電弧柱，亦即密度非常高的電子流，在電極與工件 最近距離間流通，電子流在流通點產生高熱使金屬工件表面熔化，電極亦可同時被加熱。由於 這些熱的產生，使週邊的介電液變成氣化狀態，其體積急劇膨脹而加壓力於被熔化的工件及電 極上，熔融的工件及電極被高壓氣體吹離母體，遇到介電液而凝結成粉屑，經由流動之介電液 攜離加工部位，未被吹散的部位則隆起殘留於工件及電極表面形成放電痕，加工部位被介電液 冷卻而溫度降低，放電的間隙也同時恢復絕緣。如此反覆不停放電直到工件被加工出與電極形 狀相反之凹穴出現為止。
3. 放電加工之控制參數有那些?
答：(1) 峰值電流 (2) 放電脈衝寬 (3) 脈衝休止寬 (4) 峰值電壓 (5) 電極極性 (6) 電極材質 (7) 加工液
(8) 加工液沖刷方式 (9) 放電加工的放電間隙
5. 為何放電加工已經如此廣泛使用?
答：因為放電加工具有下列優點：
(1) 任何材料只要能導電即可進行放電加工，尤其是對高硬度、燒結碳化物或高韌性之合金更 適合，這些材料很難用傳統方法加工
(2) 可加工硬化處理過之工件而避免硬化變形 (3) 能夠加工斷裂在工件內之螺絲攻或鑽頭 (4) 電極與工件不接觸，故不產生切削內應力 (5) 工件加工後沒有毛邊
(6) 能夠加工薄且脆之工件 (7) 可進行鏡面加工
(8) 加工過程可以自動化，一個人可同時操作數部機器 (9) 可切削加工複雜形狀之工件
(10) 可製作完全吻合之上下模
6. 線切割放電加工的加工能力為何?這種方法可用來加工錐度工件嗎?
答：線切割放電加工機是將電極改為線狀的一種放電加工機，因此可將之定義為係一種利用連續送 出之細線為電極，而將工件置於工作台上，以放電方式高精度加工成任意輪廓形狀之工具機。
它主要是製作三次元形狀得模具製造，例如沖剪模、擠製模、引伸模、燒結模等等，還有像放 電加工機的電極製作，少量的加工品試作品、輪廓規的加工、微細加工等。
利用上導線輪之UV 軸移動和下導線輪之XY 軸移動，可用來加工錐度工件。
