對工具鋼放電加工面之改善效果

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姓名

陳世昌(Shi-Cheng Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

對工具鋼放電加工面之改善效果
(The improved effect of EDMed surface roughness on SKD61)

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摘要(中)

許多研究顯示，放電加工中添加鋁粉可以產生放電分散的效果，得到較佳的表面粗糙度，雖然鋁粉可以均勻分佈在放電加工液中，因鋁粉粒徑小而產生靜電力，導致鋁粉粉末容易聚集且不易分散於加工液。有鑑於此，本論文之研究目的主要是在探討放電加工液中添加鋁(Al)粉與界面活性劑(surfactant)對改善工具鋼放電加工面的效果，希望能藉由界面活性劑的分散效果，將鋁粉更為均勻地分散於放電加工液中，以達到最佳的表面品質，甚至能夠達到最理想的鏡面效果。
經由田口實驗設計分析顯示，放電加工液中添加鋁粉重量濃度為0.1g/L及界面活性劑重量濃度為0.25g/L，可以達到最佳的分散效果，藉由界面活性劑中的界面活性分子確實能將鋁粉更為均勻地分散於放電加工液中而改善加工特性。當使用正極性加工、電流0.3A、脈衝時間1.5μs、開路電壓140V、極間電壓90V及界面活性劑重量濃度為0.25g/L時，可以得到最佳的表面粗糙度(Ra 0.172μm)。並針對極性、電流、脈衝時間等不同放電參數來進行探討，並經由驗證放電加工液中添加鋁粉與界面活性劑之後，發現純放電液放電後的工件表面的表面粗糙度(Ra)為0.434μm，放電液中添加鋁粉及分散劑的放電表面粗糙度(Ra)可達0.172μm，改善率高達60%。

摘要(英)

A lot of research have been exhibited, it can be seen that added Al powder in working fluid will reduce the isolation by its conductive powder and increase the gap distance between the electrode and workpiece to stabilize the process and generate discharging dispersion to improve surface roughness. Smaller size particle will have bring static electricity force and result in powder congregated. In this paper, some results on surface machining by EDM are treated in which several kinds of working fluid. The major research of this study investigates the effect on EDM characteristics by adding aluminum powder and surfactant into working fluid. Hoping to aluminum powder could disperse well mixed and pellet by pellet rely on scatter capability of surfactant is which obtained good quality surface and roughness by EDM.
From the Taguchi method and experiment results, it can be seen that the surfactant could separate Al powder in the working fluid. Therefore, the parameters of polarity, peak current, and pulse duration discussed that added Al powder and surfactant in working fluid will reduce the surface roughness more than only added Al powder in working fluid. In this study, the parameters are positive polarity、peak current 0.3A、pulse duration 1.5μm in the working fluid of Al powder concentration 0.1g/L and surfactant concentration 0.25g/L. Surface roughness could achieve Ra 0.172μm. The surfactant in working fluid of Al powder is able to improve still more surface roughness.

關鍵字(中)

★ 放電加工
★ 界面活性劑
★ 鋁粉粉末
★ 表面粗糙度

關鍵字(英)

★ surface roughness
★ electrical-discharge machining (EDM)
★ surfactant
★ Al powder

論文目次

總目錄
謝誌 I
摘要 II
總目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
第一章緒論 1
1-1放電加工簡史及其發展 1
1-2研究背景 3
1-3研究動機與目的 5
1-4研究方法... 7
第二章放電加工基本原理 8
2-1放電加工之基本原理 8
2-2放電加工之材料去除機構 10
2-3放電加工參數設定及其影響 13
2-4放電加工之特性 18
2-5放電加工之優缺點 21
第三章界面活性劑之原理與應用 22
3-1界面活性劑之基本原理 22
3-2界面活性劑之定義 24
3-3界面活性劑於本實驗之應用 25
第四章田口品質工程法 26
4-1田口法簡介 26
4-2實驗設計法 28
4-3直交陣列表 29
4-4訊號/噪音比 31
4-5變異數分析 32
4-6驗證實驗 34
第五章實驗設備及方法 35
5-1實驗設備 35
5-2實驗材料 40
5-3實驗材料準備 45
5-4實驗加工參數 46
5-5實驗設計 47
5-6實驗流程圖 52
第六章結果與討論 53
6-1放電加工液中添加鋁粉與分散劑的特性 53
6-2田口法分析結果與最佳化 60
6-2.1表面粗糙度 60
6-2.2材料移除率 65
6-2.3驗證實驗 69
6-3放電特性探討 71
6-3.1不同放電加工液對放電特性的影響 71
6-3.2極間間隙討論 74
6-3.3放電參數對放電加工液之探討 76
6-4 表面特性探討 87
6-4.1再鑄層觀察與討論 87
第七章結論 89
參考文獻 91

參考文獻

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指導教授

顏炳華(Biing-Hwa Yan)

審核日期

2003-7-1

推文