臺灣博碩士論文加值系統

鋸床之性能除了機構設計上的優劣外，操作之方便性及穩定度也佔了非常大的因素。以全自動型式之帶鋸機來說，如果使用者在操作時有很多缺點，例如鋸帶容易斷裂、刀具壽命不足，即使機器外型美觀，功能強大，對於使用者來說其實完全無用處。因此針對鋸帶之使用壽命及切削功能必須要實際的瞭解是否可符合機器設計上之規格，提升效能。
目前廣泛運用於金屬鋸切帶鋸機之雙金屬帶鋸為利用真空電子束熔接將帶身材質為50CrNiMoVA 與刀尖材質為M42之高速鋼熔接後，再經過熱處理而成之複合鋸帶；切削效率高且不容易斷裂，雙金屬複合鋸帶主要是以張力拉緊，並環繞於帶鋸機之主、被動鋸輪上，通常配合帶鋸機設計之形式將鋸帶翻轉0°∼90°以進行鋸切之工作。
鋸切之過程中鋸帶隨時承受鋸帶之翻轉扭力、張力及切削作用力等,造成複雜之應力。，因此如帶鋸機設計時未將會影響鋸帶壽命之因素考慮進去，將會使鋸帶之耐用度降低而失效，而最主要產生鋸帶失效之原因為帶身材料斷裂及齒尖材料磨損或崩齒。
本研究之主要動機為如何減少鋸帶斷裂耗損，增加耐用壽命。本文針對鋸帶翻轉角度對於鋸帶耐用度之影響做分析及探討，以往之帶鋸機設計時，對於各種鋸帶寬度翻轉可承受之翻轉角度條件設定，通常都是根據不同帶鋸機設計後其實際使用之經驗累積而來，或參考別人發展出來的數據所規劃，若要以實驗來取得精確之數據則需耗費大量的時間及成本。
本文以ANSYS Workbench有限元素分析模擬並比較先前之經驗值以取得較精準之相關參數數據，藉此提出有關帶鋸機之鋸帶耐用壽命之最佳化條件及組合，提高加工效率並增加刀具之耐用壽命。

The merits of the design not the only factor but the stability of operation affect the performance of band saw machine. For fully automatic band saw machine, the restricted operations caused absolutely fault like saw blade broken easily and saw blade life cycle shortly. The band saw machine is then useless for production as machine tool even if the shape is nice. How to higher the life time and cutting function of saw blade applying in band saw machine become a very important topic.
Nowadays, bi-metal saw blade is most popular tool for band saw machine. The blade material 50CrNiMoVA firstly joint with the cutting teeth material M42 using electron beam welding, and apply heat treatment to form the bi-metal saw blade. The saw blade was turn reputably from 0 to 90 degree to execute the cutting operation surrounding the driven and idler wheels with tighten tension.
There are many factors like saw blade bear turn torque, tension, cutting forces …etc. result a complex stress system. Therefore, the durability of saw blade must be shorter as production machining without life time analysis compared with machine design specification. And, the main reasons of losing efficacy are saw blade broken and teeth wear or collapse.
The mainly motivations of this research are both of reducing the breakage of saw blade and extending the tool life time. Most of turn angle condition parameters of different widths saw blade setting depend on the experience of designer. It will cost much time and a big budget to get some accuracy data from a mount of experiments record.
The finite element analysis software package code ANSYS Workbench was used to deeply simulate the key parameters running on the band saw machine. The optimization of band saw cutting conditions to match band saw machine design especially to higher machining efficiency and longer tool life time are presented.

誌謝 i
中文摘要 ii
Abstract iv
目錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 x
符號說明 xiii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 雙金屬鋸帶概述 7
1.3 研究動機與目的 8
1.4 文獻回顧 13
1.5 本文架構 13
第二章 理論基礎 15
2.1 雙金屬鋸帶相關理論 15
2.2 鋸帶應力分析與計算 16
2.3 危險點強度計算 25
第三章 鋸帶切削原理、型式 27
3.1 鋸帶切削原理 27
3.2 鋸帶型式、種類 28
3.2.1 鋸帶部位總稱 29
3.2.2 鋸帶的結構組成 30
3.2.3 齒距形式 32
3.2.4 鋸齒形式 33
3.2.5 鋸齒齒列型式 35
第四章 數值分析方法 37
4.1 電腦輔助工程分析基本原理 37
4.1.1 有限元素之簡介及基本概念 37
4.1.2 有限元素基本之分析過程 39
4.2 有限元素分析軟體介紹 40
4.3 數值模擬流程 42
第五章 有限元素模擬分析與結果 44
5.1 機構模型之模擬規劃 44
5.2 鋸帶實體與有限元素模型建立 44
5.3 分析結果與討論 52
5.3.1 鋸帶翻轉角度之應力狀況 53
5.3.2 鋸帶翻轉距離與壽命之關係 63
第六章 結論與建議 70
6.1 結論 70
6.2 未來研究方向與建議 70
參考文獻 72

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