電化學精修微型球狀電極之研究

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吳承翰(Cheng-Han Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

電化學精修微型球狀電極之研究
(Study of Micro spherical Electrodes in Electrochemical Finishing)

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摘要(中)

本研究主要是利用微細電極前端以放電加工法形成微球頭，於放電時瞬間熱能使電極前端產生熔融，因表面張力而收縮形成微球頭，經放電成球後其表面產生波浪狀紋路的再鑄層，而再鑄層表面散佈微細裂痕及氣孔等缺陷，致使球狀電極表面品質不佳。其球狀電極前端呈現橢圓狀。再分別利用球型圓柱狀修整槽與球型薄片狀修整槽進行微電化學加工，精修尺寸及球型修整以達所需規格，獲得高精度之微型球狀電極。
由實驗結果可知微電化學加工對放電成球後之球狀外形具有修整效果。球型薄片狀修整槽進行外形修整其效果不及球型圓柱狀修整槽。放電修整完的電極外形平均誤差達3.26%。利用球型圓柱狀修整槽進行全面性電化學加工，可得到較佳的修整效果其平均誤差值降為0.25%。而應用球型圓柱狀修整槽進行微電化學加工，當加工電壓12v、加工時間:3s、球型模穴:1mm、電極轉速:500rpm、可達到最佳平均誤差值為0.25%。

摘要(英)

Electrical Discharge Machining (EDM) process could be used to form a micro spherical electrode tip. During EDM process, the non-uniform elliptical formation was made by multiple discharges, high heat energy melting and surface tension. At the same time, the material surface defects as micro-cracks, porosity and recast layer will affect the electrode quality.
In this research, semi-spherical cavity and flake cathodes were applied respectively to trim elliptical shape to form the high precise microsphere electrode in micro electrochemical machining (µECM) process. Experiment results show µECM could be successfully used to finish the elliptical shape. The semi-spherical cavity cathode is better than flake. After spherical EDM forming, average spherical shape error rate was 3.26 %. Using semi-spherical cavity cathode, the average spherical shape error rate was reduced to 0.25 %. The suitable parameters obtained for finishing spherical electrode are voltage of 12 V, machining time of 3 seconds, semi-spherical cavity cathode diameter of 1 mm and electrode rotation speed of 500 rpm.

關鍵字(中)

★ 微電化學加工
★ 微球狀電極
★ 放電加工
★ 形狀精修

關鍵字(英)

★ Micro electrochemical Machining
★ Micro spherical electrode
★ Electrical discharge machining
★ Shape finishing

論文目次

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
謝誌 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章緒論 1
1-1研究動機 1
1-2研究目的 2
1-3文獻回顧 4
1-4論文大綱 7
第二章實驗基礎理論 8
2-1 放電加工基礎理論 8
2-1-1放電加工原理 8
2-1-2 放電加工移除機制 10
2-1-3放電加工的優缺點 14
2-1-4 放電加工的參數的影響 15
2-1-5線放電研削加工原理 18
2-1-6 表面張力原理……………… 20
2-2 電化學加工的基礎理論 21
2-2-1電化學的反應機制 21
2-2-2法拉第定律(Faraday’s Law) 23
2-2-3歐姆定律(Ohm’s law) 24
2-2-4電極電位-金屬與溶液界面雙電層理論 25
2-2-5陽極極化曲線及其特徵 26
第三章實驗設備與材料 28
3-1 基礎實驗相關設備 25
3-2 實驗材料 38
3-3 實驗方法 40
3-4 實驗參數設定 44
3-5 實驗流程 48
第四章結果與討論 49
4-1微球狀鎢電極放電成形加工 49
4-2球型圓柱狀修整槽應用於球狀電極外形修整之研究 51
4-2-1轉速對球狀電極外形修整的影響 53
4-2-2在不同加工孔徑下，時間對球狀電極外形修整的影響 56
4-2-3 球型模穴間距對球狀電極外形修整的影響 59
4-3球型薄片狀修整槽應用於球狀電極外形修整之研究 62
4-3-1 電壓對球狀電極外形修整的影響 64
4-3-2 球型模穴間距對球狀電極外形修整的影響 67
4-3-3 時間對球狀電極外形修整的影響 70
4-3-4 低電壓對球狀電極外形修整的影響 73
第五章結論 77
參考文獻 78

參考文獻

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指導教授

顏炳華(Biing-Hwa Yan)

審核日期

2013-7-17

推文