臺灣博碩士論文加值系統

本研究是利用具深切緩給功能之磨床為加工設備，並將磨床之磨輪置換為銅輪，加上電解液循環系統和一電源供應器，構成整體之實驗裝置，並利用銅輪電極配合電化學放電加工於玻璃平面上切割出溝槽。所使用的銅輪電極直徑為180mm，厚度為1mm，外圓角度為60度；電解液為KOH 5M；選用的工件為厚度1.1mm的pyrex glass 1737f；能量輸入形態則為直流波。
在實驗中分別以工件進給方向、能量輸入大小、銅輪轉速、工件進給速率、加工深度等五種主要參數進行加工，並針對每一種參數的趨勢與結果做一系列的分析與討論。
實驗結果發現，以逆向進給所加工出之溝槽，其溝槽粗糙度較佳，擴槽量也較小，因此在論文中的實驗均採用逆向進給為加工方式。能量輸入大小會直接影響加工表面及溝槽精度；銅輪轉速快、慢，分別影響溝槽的深度與寬度；對於加工件而言，進給速率愈快，其擴槽量愈小；加工深度在0.04 mm時，能得到最佳表面粗糙度結果。若欲得到較佳的加工表面，電壓值85V，銅輪轉速1575 rpm，進給速率18 mm/min，加工深度0.04 mm，是較佳的參數選擇。

總目錄
摘要-----------------------------------------------------Ⅰ
總目錄---------------------------------------------------Ⅱ
圖目錄---------------------------------------------------Ⅳ
表目錄---------------------------------------------------Ⅵ
第一章 緒論----------------------------------------------1
1-1 研究動機與背景--------------------------------------1
1-2 研究目的與方法--------------------------------------3
第二章 基本原理------------------------------------------4
2-1 放電加工之基本原理----------------------------------4
2-2 放電加工材料移除機構--------------------------------7
2-3 放電加工之特性-------------------------------------10
2-4 放電加工之優缺點-----------------------------------13
2-5 電化學放電加工基本原理-----------------------------14
2-6-1 電化學放電加工材料移除機構------------------------17
2-6-2 化學反應去除機構----------------------------------19
第三章 實驗設備與方法-----------------------------------21
3-1實驗材料--------------------------------------------21
3-2實驗設備--------------------------------------------25
3-2-1 深切緩給磨床--------------------------------------25
3-2-2 電解液循環系統------------------------------------26
3-2-3 電源供應器----------------------------------------27
3-3其他實驗設備----------------------------------------30
3-4實驗流程--------------------------------------------35
3-5實驗參數設定----------------------------------------36
3-6實驗設定--------------------------------------------37
第四章 結果與討論---------------------------------------39
4-1進給方向對溝槽的影響--------------------------------42
4-2輸入能量對溝槽的影響--------------------------------52
4-3銅輪轉速對溝槽的影響--------------------------------57
4-4進給速率對溝槽的影響--------------------------------62
4-5加工深度對溝槽的影響--------------------------------65
第五章 結論---------------------------------------------68
參考文獻-------------------------------------------------69

圖目錄
圖2-1 放電加工示意圖--------------------------------------6
圖2-2 放電加工材料去除機構示意圖-------------------------9
圖2-3 加工面粗糙度的不同表示方法-------------------------12
圖2-4電化學放電加工迴路示意圖----------------------------15
圖2-5電化學放電加工材料移除機構--------------------------18
圖3-1 加工設備示意---------------------------------------25
圖3-2 KCF-52AHD深切緩給磨床-----------------------------26
圖3-3 電源供應器-----------------------------------------29
圖3-4顯微量測系統--------------------------------------30
圖3-5表面粗糙度儀---------------------------------------32
圖3-6掃描式電子顯微鏡-----------------------------------33
圖3-7 表面真空蒸鍍機-------------------------------------34
圖3-8實驗流程圖-----------------------------------------35
圖4-1 玻璃溝槽外觀---------------------------------------39
圖4-2溝槽深度與寬度之輪廓-------------------------------40
圖4-3 溝槽擴槽量定義-------------------------------------40
圖4-4進給方向示意圖-------------------------------------42
圖4-5進給方向與溝槽粗糙度關係圖(a)----------------------45
圖4-6進給方向與溝槽粗糙度關係圖(b)----------------------45
圖4-7進給方向與溝槽粗糙度關係圖(c)----------------------46
圖4-8進給方向與溝槽粗糙度關係圖(d)----------------------46
圖4-9進給方向與溝槽深度關係圖(a)----------------------47
圖4-10進給方向與溝槽深度關係圖(b)-----------------------47
圖4-11進給方向與溝槽深度關係圖(c)-----------------------48
圖4-12進給方向與溝槽深度關係圖(d)-----------------------48
圖4-13進給方向與溝槽寬度關係圖(a)-----------------------49
圖4-14進給方向與溝槽寬度關係圖(b)-----------------------49
圖4-15進給方向與溝槽寬度關係圖(c)-----------------------50
圖4-16進給方向與溝槽寬度關係圖(d)-----------------------50
圖4-17逆向進給加工溝槽SEM圖---------------------------51
圖4-18順向進給加工溝槽SEM圖---------------------------51
圖4-19輸入電壓與溝槽粗糙度關係圖------------------------53
圖4-20輸入電壓與溝槽寬度關係圖--------------------------53
圖4-21輸入電壓與溝槽深度關係圖--------------------------54
圖4-22輸入電壓115V加工之溝槽表面----------------------54
圖4-23輸入電壓105V加工之溝槽表面----------------------55
圖4-24輸入電壓85V加工之溝槽表面-----------------------55
圖4-25輸入電壓105V加工之溝槽表面粗糙度輪廓圖----------56
圖4-26輸入電壓85V加工之溝槽表面粗糙度輪廓圖-----------56
圖4-27銅輪轉速對溝槽粗糙度關係圖------------------------59
圖4-28銅輪轉速對溝槽深度關係圖--------------------------59
圖4-29銅輪轉速對溝槽寬度關係圖--------------------------60
圖4-30銅輪轉速對溝槽寬度深度相乘積關係圖----------------60
圖4-31銅輪轉速1800rpm之溝槽輪廓圖---------------------61
圖4-32銅輪轉速900rpm之溝槽輪廓圖----------------------61
圖4-33進給速率對溝槽寬度關係圖-------------------------63
圖4-34進給速率對溝槽深度關係圖-------------------------63
圖4-35進給速率對溝槽寬度與深度相乘積關係圖-------------64
圖4-36進給速率對溝槽粗糙度關係圖-----------------------64
圖4-37加工深度對溝槽粗糙度關係圖-----------------------66
圖4-38加工深度對溝槽寬度擴槽量關係圖-------------------66
圖4-39加工深度對溝槽深度擴槽量關係圖-------------------67
表目錄
表2-1 25℃下不同PH值的水溶液對SiO2的溶解度--------------19
表2-2 PH值在6∼8的情形下度同溫度對SiO2的溶解度---------20
表3-1個別離子的當量導電率(Ω-1．cm2/g-eq) -----------------21
表3-2 KOH之性質------------------------------------------22
表3-3 銅輪電極尺寸及材料組成-----------------------------22
表3-4石墨的物理性質-------------------------------------23
表3-5 Pryex 1737f 玻璃的特性------------------------------24
表3-6 Pryex 1737f 玻璃的組成成分(Wt%)---------------------24
表3-7 茂泰股份有限公司多波形整流器功能規格表-------------28
表3-8 實驗參數設定---------------------------------------36
表4-1 傳統切削順向逆向優缺點比較-------------------------43
表4-2 25℃時無限稀釋溶液之離子移動率----------------------45
表4-3衝擊係數比例與臨界電位關係表------------------------50

[1]A.C.Wang, B.H.Yan, X.T.Li, F.Y.Huang, Use of micro ultrasonic vibration lapping to enhance the precision of microholes drilled by micro electro-discharge machining, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol.42, 2002, pp. 915-923.
[2]C.T.Yang, S.S.Ho and B.H.Yan, Micro Hole Machining of Borosilicate Glass through Electrochemical Discharge Machining, Key Engineering Materials, Vol.196, 2001, pp.149-166.
[3]何世賢 著,“玻璃材料之電化學加工特性研究”, 國立中央大學碩士論文, 1999
[4]林孟璋 著, “玻璃材料之電化學放電線切割加工特性之研究”, 國立中央大學碩士論文, 2001
[5]宋尚霖 著, “在電解液中添加SiC對電化學放電線切割加工特性的影響”, 國立中央大學碩士論文, 2002
[6]B.Bhattacharya, B.Doloi, S.K.Sorkhel, Experimental analysis on the electrochemical discharge machining (ECDM) system for advanced ceramics, International Conference on Precision Engineering, ICPE, Taipei, Taiwan, 1997, pp.715-720.
[7]A.G. Mamalis , J.Kundrak , K.Gyani and M. Horvath , On the Precision Grinding of Advanced Ceramics , The International Journal of Advanced Manufacturing Technology , 2002 ,20:255-258.
[8]Indrajit Basak , Amitabha Ghosh , Mechanism of material removal in electrochemical discharge machining : a theoretical model and experimental verification , Journal of Materials Processing Technology , India , 1997, pp.350-359.
[9]B.Bhattacharya, B.Doloi, S.K.Sorkhel, Experimental investigations into electrochemical discharge machining (ECDM) of non-conductive ceramic materials, Journal of Materials Processing Technology, Vol.95, 1999, pp.145-154.
[10]A.Kulkarni , R. Sharan , G.K. Lal , An experimental study of discharge mechanism in electrochemical discharge machining , International Journal of Machine Tools & Manufacture 42 (2002) 1121-1127 , India.
[11]V. Fascio , H.H. Langen , H. Bleuler , Ch. Comninellis , Investigations of the spark assisted chemical engraving , Electrochemistry Communications 5 (2003) 203-207.
[12]C.S. Taylor , Trans. Electrochem. Soc.47(1925) 301
[13]H.H.Kellog , J. Electrochem. Soc.97(1950) 133
[14] H. Karafuji , K. Suda , Ann.CIRP 16(1968) 415
[15]K.Allesu,Electrochemical discharge phenomena in manufacturing process ,Ph.D.Dissertation,IIT Kanpur , India, 1988
[16]K.Allesu.A. Ghson,M.K. Muju, Eur. J.Mech.Eng. 36(3)(1991) 201
[17]陳陵援 著，“化工材料”，科學技術叢書，pp171~173
[18]陳郁文 劉端祺 譯，“化學反應工程原理”，東華書局， pp71~77
[19]蘇祺振 博士編譯，格里弟 博士編著，“電極動力學” ，徐氏基金會出版， pp53~55
[20]Indrajit Basak a, Amitabha Ghosh b,*, Mechanism of spark generation during electrochemical discharge machining : a theoretical model and experimental verification ,Journal of Materials Processing Technology 62(1996) ，pp46-53
[21]馬哲儒 編著，“大自然的規律”，成大出版組，第12章 相變與成核現象
[22]萬其超 編譯，”電化學之原理與應用”，徐氏基金會出版
[23]Gary F. Benedict , “Nontraditional Manufacturing Process” , Garrett Turbine Engine Company , Phoenix , Arizona , pp164-171.