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研究生： 丁純乾
Chuen-Chian Ding
論文名稱： 添加界面活性劑對放電加工特性的影響
The effect of machining characteristics using EDM with surfactant added dielectric
指導教授： 黃豐元
Fuang-Yuan Huang
顏炳華
Biing Hwa Yan
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度： 92
語文別： 中文
論文頁數： 66
中文關鍵詞： 界面活性劑 、放電加工
外文關鍵詞： EDM, surfactant
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    • 摘要
    為了改善放電加工特性，本實驗添加界面活性劑(Surfactant)於煤油中，降低因放電熱分解之焦油黏滯度，使加工液容易流入電極與工件之間，進而改善排渣效果減少放電不穩定現像，以提升材料去除量。又藉由界面活性劑分子包覆放電加工產生之加工屑與碳渣，減少粒子間的凝聚使加工屑更均勻分散而減少放電集中現象產生。
    本研究針對電流、脈衝時間、引弧電壓、極間電壓等不同放電參數進行研究與探討，發現煤油中添加Span 20(30g/L)界面活性劑可以增加30~80%的材料去除率，且其表面粗糙度並不會因加工速度大幅提升而惡化。

    abstract
    It adds surfactant to the hydrocarbon-based dielectric working fluid that to improve the characteristics of Electrical Discharge Machining in this study.

    總目錄 摘要 Ⅰ 總目錄 Ⅱ 圖目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅵ 第一章 緒論 1 1-1研究背景 1 1-2研究動機與目的 1 1-3研究方法 2 第二章 放電加工基本原理 3 2-1放電加工之基本原理 3 2-2放電加工材料去除機制 4 2-3放電加工參數設定及其影響 7 2-4放電加工之特性 11 第三章 面活性劑之原理及應用 12 3-1界面活性劑之定義 12 3-2界面活性劑的基本特性 13 3-3界面活性劑的安全性 14 3-4界面活性劑於實驗之應用 17 第四章 實驗設備及方法 18 4-1實驗設備 18 4-2實驗材料 23 4-3實驗步驟準備 26 4-4實驗加工參數 28 第五章 結果與討論 30 5-1添加界面活性劑種頪及濃度評估 30 5-2放電加工液中添加界面活性劑的特性 34 5-2.1不同放電加工液對放電表面的影響 37 5-2.2界面活性劑對加工液特性的影響 39 5-3放電特性探討 40 5-3.1峰值電流之影響 40 5-3.2引弧電壓之影響 45 5-3.3脈衝時間之影響 48 5-3.4極間電壓之影響 52 5-4表面特性探討 55 5-5放電波形探討 57 5-6加工時間與加工液對放電特性的影響 60 第六章 結論 64 參考文獻 65 圖目錄 圖2-1放電加工示意圖 3 圖2-2放電加工材料去除機制示意圖 6 圖2-3放電加工波形示意圖 10 圖3-1界面活性劑分子示意圖 12 圖3-2水溶性界面活性劑溶於水中示意圖 13 圖3-3煤油中添加Span系列對導電率的影響 16 圖4-1工研院AIEDM2000數值控制放電加工機 19 圖4-2顯微量測系統 19 圖4-3表面粗糙度儀 22 圖4-4掃瞄式電子顯微鏡 22 圖4-5放電加工常用材料調查圖 24 圖4-6實驗加工機構示意圖 27 圖4-7實驗流程圖 29 圖5-1界面活性劑種頪與濃度對表面粗糙度Ra的影響 31 圖5-2界面活性劑種頪與濃度對表面粗糙度Rmax的影響 31 圖5-3界面活性劑種頪與濃度對材料去除率的影響 32 圖5-4界面活性劑種頪與濃度對電極消耗率的影響 32 圖5-5添加Span系列界面活性劑對材料去除率的改善 33 圖5-6 Span系列添加濃度對煤油導電率的影響 33 圖5-7不同放電加工液置放7天後外觀狀態 35 圖5-8界面活性分子分散加工屑示意圖 36 圖5-9放電集中現象SEM圖 36 圖5-10不同放電加工液對放電表面的影響 37 圖5-11放電加工機制簡易流程圖 38 圖5-12不同加工液與加工電流對表面粗糙度Ra的影響 41 圖5-13不同加工液與加工電流對表面粗糙度Rmax的影響 41 圖5-14不同加工液與加工電流對材料去除率的影響 42 圖5-15不同加工液與加工電流對電極消耗率的影響 42 圖5-16不同加工液與加工電流下加工表面SEM圖 43 圖5-17電流6A加工後經超音波洗淨之工件表面 44 圖5-18不同加工液與引弧電壓對表面粗糙度Ra的影響 46 圖5-19不同加工液與引弧電壓對表面粗糙度Rmax的影響 46 圖5-20不同加工液與引弧電壓對材料去除率的影響 47 圖5-21不同加工液與引弧電壓對電極消耗率的影響 47 圖5-22不同加工液與脈衝時間對表面精糙度Ra的影響 49 圖5-23不同加工液與脈衝時間對表面精糙度Rmax的影響 49 圖5-24不同加工液與脈衝時間對材料去除率的影響 50 圖5-25不同加工液與脈衝時間對電極消耗率的影響 50 圖5-26不同加工液與脈衝時間下加工表面SEM圖 51 圖5-27不同加工液與極間電壓對表面粗糙度Ra的影響 53 圖5-28不同加工液與極間電壓對表面粗糙度Rmax的影響 53 圖5-29不同加工液與極間電壓對材料去除率的影響 54 圖5-30不同加工液與極間電壓對電極消耗率的影響 54 圖5-31不同加工液放電後之表面再鑄層SEM圖 56 圖5-32純煤油加工40分鐘後之放電波形 58 圖5-33添加界面活性劑加工40分鐘後之放電波形 58 圖5-34純煤油加工40分鐘後之微觀放電波形 59 圖5-35添加界面活性劑加工40分鐘後之微觀放電波形 59 圖5-36加工30分鐘之工件剖面圖與SEM圖 62 圖5-37加工60分鐘之工件剖面圖與SEM圖 63 表目錄 表3-1 HLB大小對油性與水性的溶解性 14 表3-2非離子系列對眼睛黏膜的刺激性 15 表3-3 Tween系列化學性質 15 表3-4 Span系列化學性質 16 表4-1工研院AID2000數值控制放電加工機功能規格表 18 表4-2電極材料之機械及物理性質 23 表4-3 SKD61之化學組作成份 24 表4-4放電加工液之特性表 25 表4-5實驗加工條件 28 表5-1不同加工液酸鹼值與導電率的差異 39 表5-2不同加工液與加工時間對加工深度的影響 60

    參考文獻
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