電化學微電極製程之最佳化參數分析

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姓名

楊明棋(Ming-Chi Yang) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

電化學微電極製程之最佳化參數分析
(The analysis of influence level on fabricating micro-column electrode tool by using electrochemical maching)

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摘要(中)

在許多非傳統加工微加工中，微電化學(Electrochemical Micro-Machining，EMM)擁有加工速度快、無表面應力殘留及表面光潔度佳的優勢，具有相當的發展潛力和高附加價值。
本研究採用510μm之鎢棒作為刀具，並且利用田口統計方法探討微電化學加工參數(操作電壓、加工能率、刀具轉速、電極間隙及電解液濃度)對於製作微圓柱電極刀具和金屬移除量的影響性程度，在運用穩健設計法加以評估設計最佳參數組合。
由變異數分析法(Analysis of Variance，ANOVA)加以分析，發現操作電壓及電解液濃度的改變將嚴重影響製作微圓柱電極刀具和金屬移除量的結果，同時從研究中順利取得一組最佳參數。

摘要(英)

In numerous non-traditional, micro-machining, the electrochemical micro-machining (EMM) has the advantage of quick processing speed, no residual stress in surface, and nice smoothness in workpiece surface with enormous potentialities highly added value.
A tungsten filament with 510-micron meter of diameter is selected as electrode tool, and Taguchi Statistical Method of Quality-engineering is used to analyze the influence level on fabricating micron-column electrode tool and material removal rate by parameters(Such as : voltage, duty, rotation, gap, electrolyte concentration).Robust-Design technique is also used to estimate the best design combination of parameters in our experiment.
By analyzing the Analysis of Variance(ANOVA), the voltage and electrolyte concentration are found to affect apparently the fabricating micron-column electrode tool and material removal rate, and the best parameter combination is simultaneously acquired from the research.

關鍵字(中)

★ 變異數分析法
★ 微電化學加工
★ 田口法

關鍵字(英)

★ electrochemical micro-machining
★ Taguchi method
★ Analysis of Variance

論文目次

中文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………..Ⅱ
表目錄…………………………………………………………………..Ⅶ
圖目錄…………………………………………………………………..Ⅷ
符號說明………………………………………………………………..Ⅹ
第一章緒論…………………………………………………………….1
1-1 前言…………………………………………………………….1
1-2 文獻回顧……………………………………………………….3
1-2-1 電化學加工………………………………………………….3
1-2-2 電化學模擬………………………………………………….4
1-2-3 探針製作..………………………………………………….5
1-3 研究目的與動機……………….………………….……………6
第二章理論基礎……………………………………………………..7
2-1 電化學加工基本理論…………………………….…………….7
2-1-1 電流分佈……………………………………………………8
2-1-2 電流效率與電流密度…...………………………………….8
2-1-3 Nernst方程………………………………………………….9
2-1-4 質量傳遞類型……………………………………………..10
2-1-5 導電度………………………….………………………….11
2-2 電化學反應式………………………………………………...12
2-3 靜止電極刀具之間隙…………………………………….…..12
2-4 旋轉圓柱電極之擴散層厚度和極限電流…………………...13
2-5 田口實驗計劃法……………………………………………...14
2-5-1 參數的種類.......................................................................14
2-5-2 參數設計的配置………………………………………...16
2-5-3 信號雜音比……………………………………………...17
2-5-4 變異數分析……………………………………………...18
第三章實驗裝置與步驟……………………………………………22
3-1 實驗設備…………………………………………………….22
3-1-1 機台結構設計…………………………………………..22
3-1-2 刀具進給控制系統……………………………………..23
3-1-3 脈衝式直流電源供應系統……………………………..24
3-1-4 伺服馬達………………………………………………..24
3-1-5 連軸系統…………………………...………………….. 25
3-1-6 導電夾具………………………………………………..25
3-1-7 導電度量測儀器………………………………………..25
3-1-8恆電位儀器……………………………………………...25
3-2 實驗材料……………………………………………………26
3-2-1 陰極導引片………………………………………….….26
3-2-2 陽極電極刀具…………………………………………..26
3-2-3氫氧化鈉粉末…………………………………………...27
3-3 實驗步驟及注意事項…………….………………………..27
3-3-1 實驗步驟……………………………………………….27
3-3-2 實驗注意事項………………………………………….28
第四章結果與討論…………………………………………………30
4-1 加工參數之探討及印證…………………………………..30
4-2 ANOVA與各參數分析…………………………………...32
4-2-1 製作微圓柱電極之ANOVA分析……………………33
4-2-2 金屬移除量之ANOVA分析…………………………34
4-3 最佳參數水準組合……………………………………….35
第五章結論……………………………………………………….37
5-1 結論……………………………………………………….37
5-2 未來展望………………………………………………….38
參考文獻…………………………………………………………...39
表…………………………………………………………………...43
圖…………………………………………………………………...52

參考文獻

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指導教授

洪勵吾(Lih-Wu Hourng)

審核日期

2007-7-16

推文