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研究生:楊程光
研究生(外文):Cheng-Kuang Yang
論文名稱:材料電性對放電加工的影響
論文名稱(外文):The effect of material electric properties in electrical discharge machining
指導教授:王阿成
指導教授(外文):A-Cheng Wang
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:79
中文關鍵詞:材料移除率電極消秏比表面粗度電子電位電阻係數
外文關鍵詞:MRREWRsurface roughnesselectron potentialresistance coefficientSPSS
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碳化鎢及工具鋼為製作模具常使用的材料,在模具加工時,特殊形狀的孔穴常使用放電的方式來加工。一般而言,在同種極性加工下,材料移除的量並不會相差太大,但以碳化鎢及工具鋼為工件加工時,二者所產生的結果卻完全相反,由此可知,不同的材料對放電加工會產生一定的影響。
有鑑於此,本篇將使用不同材料如碳化鎢、銅鎢、紅銅、黃銅、鋁、SKD11、不銹鋼、鈦,八種材料,及不同電極如鎢、碳化鎢、黃銅及紅銅電極來觀察在正、負極性加工下,電極消秏比及材料移除率的變化,而後從表面粗度、材料的機械性質以及電極的消秏情況來探討與電極消秏比及材料移除率的關係,而後再以SPSS統計分析軟體來對加工參數中的極性、電流、衝擊因子及材料機械性質中的電子電位、電阻及功函數作資料分析。
從結果中得知,若以電阻係數來觀察,部份材料在電阻係數較大時,材料移除率較低;另外若以材料的電子電位來觀察時,當電子電位愈低,較容易造成短路及放電狀態的不穩定,因此材料移除也較低。而從表面粗度的結果中得知,當材料移除率較小時,但表面粗度較大,是因為工件表面上的突點造成的。之後從SPSS統計分析軟體結果得知,極性由於掌握了能量的分配形式,因此當然是最重要的因素,而電子電位、電阻及功函數也同樣是必須考慮到的因素,以此方式,可望對放電加工特性有較深入的探討。
Tungsten carbine and mold steel is the common used material in mold industry. Electrical discharge machining (EDM) is usually utilized to manufacture the special shape cavity. In general, the efficiency will be alike if the same polarity is used in EDM. And the result is different if workpiece and electrode is connected in opposite pole. Therefore, it can be shown that the material properties will affect the EDM effect.
In this study, tungsten carbine, tungsten copper, copper, brass, aluminum, skd11, stainless steel and titanium are used as workpiece and tungsten, tungsten carbine, brass, copper are applied as electrode. MRR and electrode wear ratio(EWR) will be utilized as an estimate standard in different pole of EDM. And we will utilize to discuss the relationship between EWR and MRR from surface roughness, material mechanical properties and electrode erosion. And the Statistics Package for the Social Sciences (SPSS) is applied to analyze the importance of polarity, current, impact factor, resistance coefficient, electron potential and working function in EDM.
In EDM, MRR is low when the high electric resistance material is used as workpiece. Furthermore, short circuit and instable discharge are easily occurred if the workpiece owing the low electron potential in EDM. And the result of surface roughness, when the MRR is low, the height on the work piece will caused the higher surface roughness. The polarity control the distribution of energy, so it is certainly the most important factor, and the electron potential, resistance coefficient and work function also the important factors in EDM method by SPSS software. Use the SPSS software can provide more precise analysis in EDM.
中文摘要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• i
英文摘要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• ii
誌 謝••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• iii
目 錄••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• iv
表目錄•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••vii
圖目錄•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• viii
第一章 緒論•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1
1.1引言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1
1.2研究動機•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 1
1.3文獻回顧•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2
1.4研究方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4
第二章 放電加工基本原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6
2.1放電加工簡介••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 6
2.2放電加工原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 7
2.3低電極消秏加工的原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••• 10
2.3.1熱傳導率與融點之積(λ˙θm)及加工最低能量密度••••••••••• 10
2.3.2加工液因分解生成的碳,對陽極部的附著與其保護作用的影響•• 12
2.3.3陽極與陰極的能量分配,隨IP、τP的變化而變化•••••••••••• 13
2.4放電加工參數••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 14
2.5放電加工特性••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 18
第三章 實驗設備與方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20
3.1實驗設備•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 20
3.2實驗材料•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 32
3.3實驗材料準備••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 35
3.4實驗流程•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 36
第四章 實驗結果•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 37
4.1極性•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 37
4.1.1正負極性加工下,材料移除率與表面粗度的關係••••••••••••• 37
4.1.2正負極性加工下,不同電極、材料間材料移除與表面粗度的關係•42
4.2 物性與電性•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 45
4.2.1鎢電極在正極性加工下,材料移除率與電極消秏比的變化••••••45
4.2.2鎢電極在負極性加工下,材料移除率與電極消秏比的變化••••••48
4.2.3紅銅電極在正極性加工下,材料移除率及電極消秏比之變化••••52
4.2.3紅銅電極在負極性加工下,材料移除率及電極消秏比之變化••••54
4.3不同電極加工SKD11工具鋼及碳化鎢時,電極消秏模式探討••••••••57
4.3.1鎢電極在正負極性下,加工不同工件之電極消秏情況•••••••••57
4.3.2碳化鎢電極在正負極性下,加工不同工件之電極消秏情況•••••59
4.3.3黃銅電極在正負極性下,加工不同工件之電極消秏情況•••••••61
4.3.4紅銅電極在正負極性下,加工不同工件之電極消秏情況•••••••62
4.3.5負極性加工下,不同電流對碳化鎢工件加工時電極消秏狀況•••••••••••••64
4.4以SPSS統計軟體對加工參數及材料機械性質作關聯性分析•••••••••66
4.4.1共線性檢定••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 70
4.4.2 F檢定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 71
4.4.3 T檢定•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 72
第五章 結論•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 74
參考文獻•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••76
簡歷•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••79
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