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研究生： 游聖恩
Shin-In Yu
論文名稱： 不銹鋼微細槽放電加工及電化學拋光精修槽壁效果之研究
指導教授： 黃豐元
Fuang-Yuan Huang
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： 84
中文關鍵詞： 放電加工 、電化學 、拋光
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    • 本研究乃是先以微能量放電加工微細槽，再藉電解拋光對微細槽進行精修加工的實驗。藉助於放電加工的加工速度快和電化學加工的表面平整之利，以期望快速得到表面佳且製作快速的微細元件。實驗中先由圓盤電極放電加工製造微細槽，再變換各種不同的電流波型、電流大小、電解液濃度等，以探討電解拋光對微細槽精修加工時之電解擴槽量、槽的形狀精度、表面粗糙度的影響，期望建立微細槽的精密加工技術，以供工業界參考。


    This research is focusing on electrode discharge machinery using micro energy between the slit, and by using electro polishing to process the precise fabrication. Combining the benefits of EDM and electrochemical polishing, it is promising to present not only fast in processing, but also fine quality surface. In this experiment, started with using the technique of EDM by using round electrode disk to produce micro slit, and according to different current waves, current size, and the concentration of electrolyte to discuss their effects on slit expansion, slit shape precision and the roughness of the surface. In this experiment, the precise fabrication technique of establishes accurate micro slit is discussed for the related industrial reference.

    總目錄 頁次 摘要Ⅰ 總目錄Ⅱ 圖目錄Ⅳ 表目錄Ⅶ 第一章︰緒論1 1-1︰研究動機與背景1 1-2：研究方法與目的3 第二章︰放電加工與電解拋光之基本原理4 2-1︰放電加工基本原理4 2-2：放電加工之材料去除機構6 2-3︰放電加工參數及其影響9 2-4︰放電加工參數11 2-5︰電解拋光基本原理15 第三章︰實驗設備與實驗材料16 3-1︰實驗量測值16 3-2︰實驗材料18 3-3︰實驗流程23 3-4︰實驗方法24 3-5︰實驗相關設備28 第四章：實驗結果與討論37 4-1︰不同濃度陽極極化的關係37 4-2︰電解加工波形的影響40 4-3︰電解液濃度的關係52 4-4︰電解加工電壓的影響63 4-5︰不同放電電流電解之影響69 4-6︰不同電極轉速的影響74 4-7︰EDX成分分析79 第五章：結論80 參考文獻82圖目錄 頁次 圖2-1放電加工面示意圖5 圖2-2放電加工之材料去除機構示意圖8 圖2-3放電加工參數10 圖2-4正極性放電加工示意圖14 圖2-5負極性放電加工示意圖14 圖3-1槽寬量測示意圖17 圖3-2電極外形尺寸圖18 圖3-3 SUS304不銹鋼之組織圖20 圖3-4電解液之雜散性21 圖3-5 NaNO3之電流效率22 圖3-6實驗流程圖23 圖3-7圓盤形迴轉電極之放電加工機構圖26 圖3-8放電加工機配合圓盤形電極設備配置圖27 圖3-9聯盛CNC250雕模放電加工機31 圖3-10茂泰股份有限公司多波形整流器31 圖3-11茂泰股份有限公司多波形整流器電路圖32 圖3-12線切割放電加工機33 圖3-13 CREST超音波洗淨機33 圖3-14 YOKOGAWA示波器34 圖3-15 HITACHI掃描式電子顯微鏡34 圖3-16光學顯微鏡35 圖3-17電子天平35 圖3-18表面粗糙度儀36 圖4-1濃度10%NaNO3之陽極極化曲線圖38 圖4-2濃度5%NaNO3之陽極極化曲線圖38 圖4-3濃度2.5%NaNO3之陽極極化曲線圖39 圖4-4電壓10V直流、方波、半圓波、三角波之電壓與電流波形40 圖4-5電壓5V直流、方波、半圓波、三角波之電壓與電流波形41 圖4-6 NaNO3濃度為10％電壓為10V直流、方波、半圓波、三角波之擴槽量42 圖4-7 NaNO3濃度為10％電壓為10V直流、方波、半圓波、三角波之表面粗糙度43 圖4-8 NaNO3濃度為10％電壓為10V直流、方波、半圓波、三角波之SEM圖44 圖4-9 NaNO3濃度為10％電壓為5V直流、方波、半圓波、三角波之擴槽量45 圖4-10 NaNO3濃度為10％電壓為5V直流、方波、半圓波、三角波之表面粗糙度Ra的關係圖46 圖4-11 NaNO3濃度為10％電壓為5V直流、方波、半圓波、三角波之表面粗糙度Rmax的關係圖46 圖4-12 NaNO3濃度為10％電壓為5V電解時間30秒直流、方波、半圓波、三角波之表面SEM圖47 圖4-13 NaNO3濃度為10％電壓為5V電解時間60秒直流、方波、半圓波、三角波之表面SEM圖48 圖4-14 NaNO3濃度為2.5％電壓為5V直流、方波、半圓波、三角波之擴槽量49 圖4-15 NaNO3濃度為2.5％電壓為5V直流、方波、半圓波、三角波之表面粗糙度50 圖4-16 NaNO3濃度為2.5％電壓為5V直流、方波、半圓波、三角波之SEM圖51 圖4-17電壓10V各種濃度的擴槽量關係圖53 圖4-18電壓10V各種濃度的表面粗糙度(Ra)關係圖54 圖4-19電壓10V各種濃度的表面粗糙度(Rmax)關係圖54 圖4-20電壓5V各種濃度的擴槽量關係圖55 圖4-21電壓5V各種濃度的表面粗糙度(Ra)關係圖55 圖4-22電壓5V各種濃度的表面粗糙度(Rmax)關係圖56 圖4-23 NaNO3濃度10%、電解電壓10V之SEM圖57 圖4-24 NaNO3濃度10%、電解電壓5V之SEM圖58 圖4-25 NaNO3濃度5%、電解電壓10V之SEM圖59 圖4-26 NaNO3濃度5%、電解電壓5V之SEM圖60 圖4-27 NaNO3濃度2.5%、電解電壓10V之SEM圖61 圖4-28 NaNO3濃度2.5%、電解電壓5V之SEM圖62 圖4-29濃度10%各種電壓的擴槽量關係圖64 圖4-30濃度10%各種電壓的表面粗糙度(Ra)關係圖64 圖4-31濃度10%各種電壓的表面粗糙度(Rmax)關係圖65 圖4-32濃度5%各種電壓的擴槽量關係圖65 圖4-33濃度5%各種電壓的表面粗糙度(Ra)關係圖66 圖4-34濃度5%各種電壓的表面粗糙度(Rmax)關係圖66 圖4-35濃度2.5%各種電壓的擴槽量關係圖67 圖4-36濃度2.5%各種電壓的表面粗糙度(Ra)關係圖67 圖4-37濃度2.5%各種電壓的表面粗糙度(Rmax)關係圖68 圖4-38濃度5%不同放電參數之電解擴槽量關係圖70 圖4-39濃度5%不同放電參數之電解表面粗糙度(Ra)關係圖70 圖4-40濃度5%不同放電參數之電解表面粗糙度(Rmax)關係圖71 圖4-41濃度2.5%不同放電參數之電解擴槽量關係圖71 圖4-42濃度2.5%不同放電參數之電解表面粗糙度(Ra)關係圖72 圖4-43濃度2.5%不同放電參數之電解表面粗糙度(Rmax)關係圖72 圖4-44不同放電參數電解後表面SEM圖之比較73 圖4-45各種轉速與擴槽量的關係圖(IP=0.01A)75 圖4-46各種轉速與表面粗糙度(Ra)的關係圖(IP=0.01A)75 圖4-47各種轉速與表面粗糙度(Rmax)的關係圖(IP=0.01A)76 圖4-48各種轉速與擴槽量的關係圖(IP=3A)76 圖4-49各種轉速與表面粗糙度(Ra)的關係圖(IP=3A)77 圖4-50各種轉速與表面粗糙度(Ra)的關係圖(IP=3A)77 圖4-51電極轉速與不同放電參數電解之關係圖78 圖4-52電解銅之EDX成分分析79 圖4-53電解10秒後之電極EDX成分分析80 圖4-54電解10分鐘後之電極EDX成分分析80 表目錄 頁次 表3-1工件及電極材料之機械及物理性質19 表3-2 SUS304不銹鋼之成分20 表3-3電解銅之物理性質20 表3-4純水性質表21 表3-5實驗條件參數表26 表3-6聯盛CNC250雕模放電加工機功能規格表28 表3-7茂泰股份有限公司多波形整流器功能規格表29 表4-1 NaNO3濃度10%、5%、2.5%之腐蝕電位與腐蝕電流37 表4-2各種條件下的電流密度數據表53 表4-3兩組不同放電參數表69

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