結合微放電與複合電鍍沉積之精微加工研究

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吳瑋榤(Wei-Chieh Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

結合微放電與複合電鍍沉積之精微加工研究
(Micro Machining Using Micro-EDM Combined with Electro-codeposition)

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摘要(中)

摘要
在微細加工的領域中，放電加工能夠加工直徑小於100μm的孔徑，但易產生放電坑、再鑄層與微裂痕，因此加工後的孔徑與粗糙度不盡理想，嚴重影響微孔的表面品質，而本研究為了改善放電加工所產生的缺點，擬開發利用複合電鍍沉積方式製作微研磨工具，並以高鎳合金為工件材料，期能將放電加工後的微細孔洞進行孔壁研磨加工，而獲得高精度且低粗糙度的精微孔洞，以作為精密工業之用。
實驗結果顯示，以電流為10mA、陽極環孔徑為5mm、磨粒粒徑為4μm、轉速為15rpm、磨粒添加量為10g/L與CTAB界面活性劑為150ppm等參數進行複合電鍍沉積微型研磨工具，並再以進給速度30μm/min對放電過後的微孔進行研磨加工時，可得到較光滑平整的微孔孔壁，孔壁表面粗糙度值由1.47μm Rmax (0.2μm Ra)降至0.462μm Rmax (0.026μm Ra)。

摘要(英)

Abstract
This study presents a novel process of using micro-electro-discharge-machining (micro-EDM) combined with electro-codeposition to fabricate the micro-grinding-tool to machining a micro-hole on high nickel alloy. During the machining process, a micro-grinding-tool is fabricated by wire electro-discharge grinding (WEDG) and electro-codeposition directly by using micro-EDM for machining the micro-hole and by micro-grinding to finish the hole wall.
The experimental result shows the suitable parameters obtained to fabricating micro-grinding-tool for electro-codeposition are considered to be the following: electric current of 10 mA, hole diameter of positive ring is 5 mm, SiC particle size of 4μm, SiC particle concentration of 10 g/L, rotational speed of 15 rpm and CTAB of 150 ppm. By this method, The micro-grinding-tool will provided with smoothness surface on coating layer, uniform particle distribution and suitable adhesion particle quantity. Finally, the tool feed adopts as 30 μm/min in micro-grinding process, the surface roughness reduces from 1.47 μm Rmax (0.2 μm Ra) to 0.462 μm Rmax (0.026 μm Ra) after micro-grinding.

關鍵字(中)

★ 微研磨加工
★ 微型研磨工具
★ 複合電鍍沉積
★ 微孔
★ 微放電加工

關鍵字(英)

★ Micro-hole
★ Micro-EDM
★ Micro-grinding
★ Electro-Codeposition
★ Micro-grinding-tool

論文目次

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
謝誌 III
目錄 I
圖目錄 IV
表目錄 VII
第一章緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 2
第二章基本原理介紹 3
2-1 放電加工基本原理 3
2-1-1 放電加工原理 3
2-1-2 放電加工的材料去除機制 5
2-1-3 放電加工參數與影響 8
2-2 線放電研磨加工原理 11
2-3 電鍍原理 14
2-3-1 電極電位(Electro Potential） 15
2-3-2 極化 15
2-3-3 電雙層 16
2-4 複合電鍍原理 17
2-5 界面活性劑原理與應用 19
第三章實驗設備、材料及方法 20
3-1 實驗設備 20
3-1-1 放電加工機 20
3-1-2 送線機構 23
3-1-3 X-YTable 電極旋轉夾持機構 24
3-1-4 放電加工機加裝放電能量調節器 25
3-1-5 複合電鍍沉積機構 25
3-1-6 CCD(Charge Coupled Device)量測系統 26
3-1-7 超音波洗淨機 26
3-1-8 低真空掃瞄式電子顯微鏡（Low Vacuum-Scanning Electron Microscope：LVSEM） 27
3-1-9 去離子水系統 27
3-1-10 電源供應器 27
3-2 實驗材料 28
3-2-1 工件材料 28
3-2-2 工具電極材料 29
3-2-3 線電極材料 29
3-2-4 電鍍液 30
3-2-5 電解液 32
3-2-6 磨粒 32
3-3 實驗方法 33
3-4 實驗參數設定 38
3-4-1 工具電極放電加工參數 38
3-4-2 電解加工 39
3-4-3 複合電鍍沉積加工 39
3-4-4 高鎳合金微孔加工 40
3-4-5 複合電鍍沉積研磨加工 41
3-5 實驗流程 42
第四章結果與討論 43
4-1 複合電鍍沉積之鍍層特性 43
4-1-1 製程參數對鍍層厚度之影響 43
4-1-2 CTAB對鍍層表面平整性之影響 48
4-1-3 鍍層基底之探討 50
4-2 鍍層表面磨粒附著 51
4-2-1 電流對鍍層表面磨粒附著之影響 51
4-2-2 陽極環孔徑對鍍層表面磨粒附著之影響 53
4-2-3 磨粒粒徑對鍍層表面磨粒附著之影響 55
4-2-4 工具轉速對鍍層表面磨粒附著影響 58
4-2-5 磨粒添加量對鍍層表面磨粒附著之影響 60
4-2-6 界面活性劑添加量對鍍層表面磨粒附著之影響 62
4-3 研磨加工後之工具磨耗與微孔表面特性 65
4-3-1 微型研磨工具之磨耗特性 66
4-3-2 磨粒粒徑對微孔研磨加工之影響 67
4-3-3 磨粒附著量對微孔研磨加工之影響 68
4-4 研磨加工前後孔壁表面之比較 70
第五章結論 72
參考文獻 73

參考文獻

參考文獻
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指導教授

顏炳華(Biing-Hwa Yan)

審核日期

2006-7-14

推文