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研究生:鍾兆才
研究生(外文):CHUNG, CHAO-TSAI
論文名稱:熱流場參數對電化學加工工件外形預估與工具電極設計影響之探討
論文名稱(外文):The Effects of Hydrodynamic Parameters in Workpiece Prediction and Tool Designing During ECM Process
指導教授:洪勵吾
指導教授(外文):LIH-WU HOURNG
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系
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:1996
畢業學年度:84
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:反求法電化學加工熱流場有限元素法
外文關鍵詞:Inverse MethodECMFlow EffectsFEM
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電化學加工(ECM)為非傳統性加工技術之一種,具有加工速度快、工
具電極無損耗、無殘留應力等優點。尤其對傳統加工技術無法勝任之高韌
性、高硬度或形狀複雜之工件,皆可利用ECM“一次“完成。當今研究
課題在工具電極設計,其前提在能準確預估工件外形,然在ECM加工過
程中,電化學反應生成之氫氣泡與熱量,會隨流體動力參數改變電解液在
加工區域內之導電度,因此熱流場的探討更顯其重要;本文針對以上三部
份作深入研究。理論基礎部分,則以Thorpe與Zerkle所提之準靜態ECM
加工過程與多泡二相流模式進行一維二相流場分析,以完整之N-S方程
式對加工區域內不可壓縮電解液作二維流場分析;並利用有限元素法與體
適合法計算二維電位梯度。本文內容略分為四章。第一章略述ECM與E
CD相關之文獻與研究目的。第二章利用電流守恆與歐姆定律推導出二維
電場之統御方程式,並利用控制體觀念推導出一維二相流場統御方程式,
N-S方程式 模擬二維單相流場。第三章介紹有限元素法、崁入法之應用
,以及完整之數值計算流程。第四章針對工件外形預估、熱流場分析與工
具電極設計之結果與討論。在具有尖銳角度之工具形狀的加工區域內,會
有流動分離現象,因此二維流場的分析是不容忽視的。而在工件預估部分
,則以低電壓、高進給速率、高電解液流量的加工條件下,能得與工具反
轉之工件形狀。以工件外形預估搭配崁入法反求工具電極形狀,能得到千
分之一的準確度。當欲得工件形狀陡峭時,曲線擬合的級數扮演極為重要
之角色。而空隙分數對電解液導電度的影響遠較溫度明顯,故以一維二相
流場模式較為合理且與實驗值較為接近。電極流路的設計上,正向流較橫
向流的設計為易,搭配崁入法應用時,不受對稱函數的限制。電化學加工
不論作成如何修正之工具電極,用它實際加工時,若不再現作成工具電極
時設定的加工條件,則得不到良好的加工精度,亦即,熱流場參數容易受
到加工條件影響而改變,而這些因子在加工中變動時,加工精度會劣化。
改善精度的關鍵之一是消除這些因子的變化,因此熱流場的探討具有相當
重要的價值。

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