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姓名 楊振坤(Zhen-Kuin Yang)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 添加石墨粉末之快速穿孔放電加工特性研究
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摘要(中) 本研究利用國產快速穿孔放電加工機為實驗機器,以外徑3mm,內徑1mm的黃銅管為電極,添加粒徑25μm石墨粉末水溶液為加工液,對合金工具鋼(SKD11)材料進行快速穿孔放電加工,探討放電脈衝電流、脈衝時間、電容、加工液噴流壓力、加工液濃度以及主軸進給速度等六組各種不同參數值對快速穿孔放電加工的材料去除率、電極消耗率、表面粗糙度以及入口孔徑和出口孔徑的孔徑差異量等特性的影響。
實驗結果顯示脈衝電流、脈衝時間、電容、噴流壓力以及主軸進給速度等越大時,輸入的能量也較大或加工速度較大,電極消耗率和材料去除率皆越大;加工液濃度愈大時,工具和材料二電極的碳素保護層增加,電極消耗率和材料去除率有降低的趨勢;脈衝電流和脈衝時間參數值越大時,輸入的放電能量增加,放電痕直徑會變大、放電痕深度會加深,工件加工面的表面粗糙度值有增大的趨勢;主軸進給速度大時,去除加工面融熔材料較均勻,加工面的表面粗糙度值有稍許降低的趨勢;加工液的噴流壓力、放電電容值參數對表面粗糙度值的影響不大;加工液石墨濃度增加有分散放電效果,表面粗度有變好的趨勢;脈衝時間、電容、脈衝電流以及主軸進給速度等參數值較大時,輸入的能量較大,加工速度增加,相對的縮短了穿孔加工時間,減少二次放電次數,入口孔徑和出口孔徑的孔徑差異量有變小的趨勢;加工液的石墨濃度越大,工具和材料二電極的碳素保護層增加,入口孔徑和出口孔徑的孔徑差異量有降低的趨勢。
摘要(英) This study use local fast drilling discharge machine with brass tube electrode of 3 mm outer diameter and 1 mm inner diameter and working liquid by adding graphite particles of particle diameter 25 micro-meter. By doing fast drilling discharge to alloy tool steel SKD11, we study six different parameters as pulse current, pulse duration, capacity, liquid pressure, concentration and feed speed having the effect on material removal rate, electrode wear rate, surface roughness, inlet diameter, variation between entrance and exit of fast drilling discharge.
By experimental results we realize the increase of pulse current, pulse duration, capacity, liquid pressure and feed speed, also the increase of input energy or working speed, electrode wear rate and material removal rate will increase, too. The increase of concentration of working liquid will increase the coated carbine of tool and material electrode, so electrode wear rate and material removal rate will decrease. The increase of pulse current and pulse duration will increase input discharge energy, hole diameter, hole depth and surface roughness. The increase of feed speed will decrease surface roughness. The parameters as liquid pressure, capacity and concentration will not have obvious effect on surface roughness. The increase of pulse duration, capacity, pulse current and feed will increase input energy and working speed, so it will decrease drilling time and secondary discharge times and variation between entrance and exit. The increase of graphite concentration will decrease variation between entrance and exit.
關鍵字(中) ★ 放電加工 關鍵字(英)
論文目次 總目錄
摘要 I
總目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1研究動機與目的 1
第二章 基本理論 3
2-1放電加工沿革 3
2-2放電加工原理 4
2-2-1深孔小徑放電加工原理 9
3-1 實驗設備: 16
3-2實驗材料 23
3-3實驗流程圖 24
3-4實驗加工參數、條件 26
3-5實驗步驟 26
第四章 結果與討論 29
4-1材料去除率 29
4-1-1脈衝時間(pulse duration)對材料去除率的影響 29
4-1-2電容(capacity)對材料去除率的影響 32
4-1-3脈衝電流(pulse current)對材料去除率的影響 35
4-1-4噴流壓力(liquid press)對材料去除率的影響 38
4-1-5加工液濃度(concentration)對材料去除率的影響 39
4-1-6主軸進給速度(feed)對材料去除率的影響 39
4-2電極消耗率 40
4-2-1脈衝時間(pulse duration)對電極消耗率的影響 40
4-2-2電容(capacity)對電極消耗率的影響 43
4-2-3噴流壓力(liquid press)對電極消耗率的影響 46
4-2-4脈衝電流(pulse current)對電極消耗率的影響 47
4-2-6主軸進給速度(feed)對電極消耗率的影響 50
4-2-7相對電極消耗比 51
4-3表面粗糙度 56
4-3-1脈衝時間(pulse duration)對表面粗糙度的影響 56
4-3-2脈衝電流(pulse current)對表面粗糙度的影響 64
4-3-3主軸進給速度(feed)對表面粗糙度的影響 69
4-3-4電容、噴流壓力和濃度對表面粗糙度的影響 69
4-4入口孔徑和出口孔徑的差異量 77
4-4-1各種參數值對入出口孔徑差異量的影響 77
參考文獻 85
圖目錄
圖2-1各種放電迴路與波形 6
圖2-2放電加工示意圖 7
圖2-3材料去除機構示意圖 8
圖2-4深孔小徑快速穿孔放電加工示意圖 10
圖2-5電極與工件尺寸 11
圖3-1快速穿孔放電加工機示意圖 17
圖3-2快速穿孔放電加工機 18
圖3-3精密電子天平 19
圖3-4表面粗度儀 19
圖3-5光學顯微鏡 20
圖3-6掃描式電子顯微鏡 20
圖3-7超音波洗淨機 21
圖3-8實驗流程圖 25
圖4-1脈衝時間、壓力對材料去除率的影響 30
圖4-2脈衝時間、電流對材料去除率的影響 30
圖4-3脈衝時間、濃度對材料去除率的影響 31
圖4-4脈衝時間、進給對材料去除率的影響 31
圖4-5電容、脈衝時間對材料去除率的影響 33
圖4-6電容、壓力對材料去除率的影響 33
圖4-7電容、濃度對材料去除率的影響 34
圖4-8電容、進給對材料去除率的影響 34
圖4-9脈衝電流、壓力對材料去除率的影響 36
圖4-10脈衝電流、濃度對材料去除率的影響 36
圖4-11脈衝電流、進給對材料去除率的影響 37
圖4-12脈衝電流、電容對材料去除率的影響 37
圖4-13壓力、濃度對材料去除率的影響 38
圖4-14脈衝時間、進給對電極消耗率的影響 41
圖4-15脈衝時間、壓力對電極消耗率的影響 41
圖4-16脈衝時間、電流對電極消耗率的影響 42
圖4-17脈衝時間、濃度對電極消耗率的影響 42
圖4-18電容、進給對電極消耗率的影響 44
圖4-19電容、濃度對電極消耗率的影響 44
圖4-20電容、脈衝時間對電極消耗率的影響 45
圖4-21電容、壓力對電極消耗率的影響 45
圖4-22壓力、濃度對電極消耗率的影響 46
圖4-23脈衝電流、濃度對電極消耗率的影響 48
圖4-24脈衝電流、電容對電極消耗率的影響 48
圖4-25脈衝電流、進給對電極消耗率的影響 49
圖4-26脈衝電流、壓力對電極消耗率的影響 49
圖4-27進給、濃度對相對電極消耗比的影響 52
圖4-28進給、壓力對相對電極消耗比的影響 52
圖4-29脈衝時間、濃度對相對電極消耗比的影響 53
圖4-30脈衝時間、進給對相對電極消耗比的影響 53
圖4-31脈衝電流、濃度對相對電極消耗比的影響 54
圖4-32脈衝時間、壓力對相對電極消耗比的影響 54
圖4-33壓力、濃度對相對電極消耗比的影響 55
圖4-34脈衝時間、電流對Ra的影響 57
圖4-35脈衝時間、電流對Rmax的影響 57
圖4-36脈衝時間、壓力對Ra的影響 58
圖4-37脈衝時間、壓力對Rmax的影響 58
圖4-38脈衝時間、濃度對Ra的影響 59
圖4-39脈衝時間、濃度對Rmax的影響 59
圖4-40脈衝時間、進給對Ra的影響 60
圖4-41脈衝時間、進給對Rmax的影響 60
圖4-42不同脈衝時間、濃度之SEM照片比較 61
圖4-43不同脈衝時間、電流之SEM照片比較 62
圖4-44不同脈衝時間、壓力之SEM照片比較 63
圖4-45脈衝電流、進給對Ra的影響 64
圖4-46脈衝電流、電容對Ra的影響 65
圖4-47脈衝電流、電容對Rmax的影響 65
圖4-48脈衝電流、濃度對Ra的影響 66
圖4-49脈衝電流、濃度對Rmax的影響 66
圖4-50不同脈衝電流、壓力之SEM照片比較 67
圖4-51不同脈衝電流、濃度之SEM照片比較 68
圖4-52電容、濃度對Ra的影響 70
圖4-53電容、濃度對Rmax的影響 70
圖4-54電容、進給對Ra的影響 71
圖4-55電容、進給對Rmax的影響 71
圖4-56進給、濃度對Ra的影響 72
圖4-57不同電容、脈衝時間之SEM照片比較 73
圖4-58不同電容、進給之SEM照片比較 74
圖4-59不同電容、濃度之SEM照片比較 75
圖4-60不同電容、壓力之SEM照片比較 76
圖4-61電容、濃度對入出口孔徑差的影響 78
圖4-62電容、進給對入出口孔徑差的影響 78
圖4-63電容、壓力對入出口孔徑差的影響 79
圖4-64脈衝電流、電容對入出口孔徑差的影響 79
圖4-65脈衝電流、濃度對入出口孔徑差的影響 80
圖4-66脈衝電流、壓力對入出口孔徑差的影響 80
圖4-67脈衝時間、電流對入出口孔徑差的影響 81
圖4-68進給、濃度對入出口孔徑差的影響 81
圖4-69進給、壓力對入出口孔徑差的影響 82
表目錄
表一 電極材料物理性質表 24
表二 工件材料主要化學成分表 24
表三 加工參數範圍表 26
參考文獻 1.嘉昇公司,“快速穿孔操作手冊SD系列”。
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12.Copper or Graphite EDM electrodes Assessing Option , Elox. Div, Colt Industries Davidson , NC.
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14.A.M.Gadalla and B.Bozkurt,“Expanding heat source model for thermal spalling of TiB2 in electrical dicharge machining ”,J.Mater.Res.,Volume 7,No.10,P2853-2858,Oct,1992.
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18.Lester.E.Alban.Daniels.James R.Easterday.Zamborsky,“Copper & Pure metal”,Metal Handbook Ninth Edition. Volum2,P236~329.
19.Mikio Motokl and Chanjung lee,“Electric Discharge with Anomalous Polarize Erosion,”Bull.Japan Soc.of Pre.Engg.Vol.No.4,P272~279,1968.
指導教授 顏炳華(Biing-Hwa Yan) 審核日期 2000-6-29
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