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研究生： 蕭至君
Zhen-Jung Hsang
論文名稱： 不同加工液（煤油、蒸餾水、混合液）對鈦合金（Ti-6Al-4V）放電加工特性之影響
指導教授： 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： 88
語文別： 中文
論文頁數： 102
中文關鍵詞： 放電加工 、絕緣液
外文關鍵詞： electric discharge machining, dielectric fluid
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    • 此外發現在中加工(Ip=10A、τon=100μs)過程中，提高放電持續時間會增加10﹪~ 20﹪材料去除率，不過因為添加煤油之緣故，在加工至一定深度時，會有積碳與排渣不易現象發生，導致二次放電，應可藉由噴流或是其他方法來加以改善。
    在工業界與學術界中尚未有人以蒸餾水添加適當比例煤油，振動混合後拿來作為放電加工液，研究其加工特性，由此實驗中發現許多特殊的現象，並對提高材料去除率的原因做探討，希望能對工業界有所助益。


    And，increasing the working time will lead to 10﹪~ 20﹪of the material removal rate，However，because of adding kerosene，there will be two disadvantages in the machining process。When working depths are reached at some certain values。First，the surface roughness will be become to worse when carbon build-up on the workpiece。Second，the secondary discharge will be happened because of harding to exclude debris，but these can be improved by spurting liquid or other means。
    Distilled water which added proper proportion of kerosene was not found in using as dielectric fluid at other researches。So，in our studies，there are some special physical phenomenon have been proposed，we hope these results can help the industry。

    總目錄 總目錄····························Ⅱ 圖目錄····························Ⅳ 表目錄····························Ⅶ ABSTRACT···························Ⅷ 摘要·····························Ⅹ 一、緒論··························· 1 1-1研究動機與背景·······················1 1-2研究方法與目的·······················3 1-3加工液介紹·························4 二、放電加工基本原理····················· 8 2-1放電加工基本原理······················8 2-2放電加工之材料去除機構·················· 10 2-3放電加工參數及其影響··················· 13 三、實驗設備、材料及方法···················18 3-1實驗流程························· 18 3-2雕模放電加工機······················ 20 3-3實驗相關設備······················· 22 3-4實驗材料························· 28 3-5實驗方法························· 33 四、結果與討論························35 4-1混合液結果························ 35 4-2鈦合金材料去除率的探討·················· 43 4-2-1精加工之材料去除率··················· 44 4-2-2中加工之材料去除率··················· 48 4-2-3粗加工之材料去除率··················· 51 4-3鈦合金電極消耗率的探討·················· 52 4-3-1精加工之電極消耗率··················· 52 4-3-2中加工之電極消耗率··················· 55 4-3-3粗加工之電極消耗率··················· 57 4-4鈦合金表面粗糙度的探討·················· 58 4-4-1精加工表面粗度探討··················· 58 4-4-2中加工表面粗度探討··················· 68 4-4-3粗加工表面粗度探討··················· 73 五、精加工高材料去除率原因之探討···············75 5-1有無攪拌之影響······················ 75 5-2放電加工後加工液狀態··················· 80 5-3不同加工液在實驗進行中的導電率值與溫度·········· 85 5-4不同加工液的加工屑比較·················· 87 5-5不同加工液波型比較···················· 89 5-6不同加工液微硬度比較··················· 91 5-7 X-Ray試驗························ 92 六、結論···························95 附錄A···························· 97 參考文獻·························· 100 圖目錄 圖一 放電加工液的選擇·····················5 圖二 加工示意圖························9 圖三 放電加工之材料去除機構示意圖·············· 12 圖四 放電加工參數······················ 14 圖五 正極性加工圖······················ 17 圖六 負極性加工圖······················ 17 圖七 實驗流程圖······················· 18 圖八 LS-30雕模放電加工機···················21 圖九 CREST超音波洗淨機····················24 圖十 YOKOGAWA DL-1200A型示波器················24 圖十一 HITACHI S-3500N掃描式電子顯微鏡············25 圖十二 電子天平······················· 25 圖十三 表面粗糙度儀····················· 26 圖十四 RADIOMETER COPENHAGEN 導電率量測儀·········· 26 圖十五 金相研磨機······················ 27 圖十六 攪拌器························ 27 圖十七 電極加工示意圖···················· 30 圖十八 工件加工示意圖···················· 30 圖十九 混合液加工示意圖··················· 31 圖二十 加工機構示意圖···················· 34 圖二十一 實驗計畫法分析結果················· 38 圖二十二 混合液隨溫度的變化················· 40 圖二十三 不同添加比例混合液隨時間變化············ 40 圖二十四 混合時溫度對混合液影響··············· 41 圖二十五 不同加工電導率值比較················ 41 圖二十六 相同添加比例隨時間變化情形············· 42 圖二十七 放電加工極間輔助氧氣對材料去除率的影響······· 43 圖二十八 不同添加比例之材料去除率·············· 45 圖二十九 不同加工液材料去除率之比較············· 45 圖三十 混合液在不同時間下放電加工之材料去除率········ 47 圖三十一 不同加工液隨脈衝時間變化之材料去除率········ 47 圖三十二 不同添加比例之材料去除率·············· 49 圖三十三 隨放電持續時間變化之材料去除率··········· 49 圖三十四 放電持續時間過長所導致積碳現象··········· 50 圖三十五 不同添加比例之材料去除率·············· 51 圖三十六 不同添加比例之電極消耗率·············· 53 圖三十七 不同加工液之電極消耗率比較············· 53 圖三十八 混合液在不同時間下放電加工之電極消耗率······· 54 圖三十九 不同加工液隨脈衝時間變化之電極消耗率········ 54 圖四十 不同添加比例之電極消耗率·············· 56 圖四十一 隨放電持續時間變化之電極消耗率··········· 56 圖四十二 不同添加比例之電極消耗率·············· 57 圖四十三 不同添加比例之表面粗度··············· 60 圖四十四 不同加工液之表面粗度比較·············· 60 圖四十五 不同添加比例SEM圖··················61 圖四十六 不同加工液SEM圖比較·················62 圖四十七 混合液在不同時間下放電加工之表面粗度········ 63 圖四十八 不同加工液隨脈衝時間變化之表面粗度（Ra）······ 65 圖四十九 不同加工液隨脈衝時間變化之表面粗度（Rmax）····· 65 圖五十 蒸餾水為加工液在不同脈衝函數放電加工SEM圖·······66 圖五十一 混合液為加工液在不同脈衝函數放電加工SEM圖······67 圖五十二 不同添加比例之表面粗度··············· 69 圖五十三 隨放電持續時間變化之表面粗度············ 69 圖五十四 不同添加比例SEM圖··················70 圖五十五之一 不同加工液隨放電持續時間變化之SEM圖·······71 圖五十五之二 不同加工液隨放電持續時間變化之SEM圖·······72 圖五十六 不同添加比例之表面粗度··············· 73 圖五十七 不同添加比例SEM圖··················74 圖五十八 不同加工液有無攪拌之材料去除率··········· 76 圖五十九 不同加工液有無攪拌之電極消耗率··········· 76 圖六十 不同加工液有無攪拌之表面粗度（Ra）·········· 78 圖六十一 不同加工液有無攪拌之表面粗度（Rmax）········ 78 圖六十二 不同加工液有無攪拌之SEM圖··············79 圖六十三 不同加工液放電加工（有攪拌）完後狀態示意圖····· 81 圖六十四 不同加工液放電加工（無攪拌）完後狀態示意圖····· 82 圖六十五 混合液有無攪拌之比較前視圖············· 83 圖六十六 混合液有無攪拌之比較俯視圖············· 83 圖六十七 煤油有無攪拌之比較················· 84 圖六十八 不同加工液有無攪拌之比較·············· 84 圖六十九 放電時不同加工液導電率值隨時間變化情形······· 86 圖七十 放電時不同加工液溫度隨時間變化情形·········· 86 圖七十一 不同加工液加工屑比較················ 88 圖七十二 不同加工液波型比較················· 90 圖七十三 不同加工液微硬度比較················ 91 圖七十四 放電加工表面之X-ray繞射圖（a）煤油（b）蒸餾水····93 圖七十五 混合液（2％）的放電加工表面之X-ray繞射圖······ 94 表目錄 表一 Duration and signs of skin lesions among EDM operatives· 2 表二 市售放電加工液廠牌與物理性質···············7 表三 LS-30放電加工機規格···················20 表四 放電加工能量設定···················· 20 表五 電極材料之機械性質及物理性質表············· 28 表六 鈦合金（Ti-6Al-4V）的性質················29 表七 鈦合金（Ti-6Al-4V）的化學成份表（wt％）·········29 表八 煤油與蒸餾水之物理性質················· 32 表九 水之比電阻及電導率之關係················ 35 表十 實驗計畫法27 case with 5 variables··········· 37 表十一 變異數分析表····················· 38

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