臺灣博碩士論文加值系統

本研究推導球運動理論，瞭解球在加工機研磨過程中之滑動機制。並且利用自行開發之新型超精密球研磨加工機，探討磨粒尺寸、加工負荷以及主軸驅動轉速等等加工條件對球研磨特性的影響，並尋找此加工機之最佳加工條件。
研磨台灣製氧化鋁陶瓷球之實驗結果發現，當磨粒尺寸、加工負荷或主軸轉速增加時，真球度收斂至一飽和值的速率與磨除率都會增加；當磨粒尺寸或主軸轉速增加時，真球度飽和值也會變差，但與加工負荷無關；磨粒尺寸增加時，表面粗度會增加，但與加工負荷或主軸轉速無關。而以相同磨盤號數、加工負荷的研磨過程中，磨除率與真球度飽和值成會正比。在固定條件的研磨過程中，平均直徑和時間成反比，表面粗度與磨除率則不隨加工時間增加而有所改變。實驗結果顯示真球度最佳可以達1.5 μm。關於日本製氧化鋁陶瓷球的研磨特性研究上，其結果與台灣製氧化鋁陶瓷球的研磨特性在定性上相同，但在定量上其磨除率較高，所得之真球度飽和值與表面粗度較差。

This study develops kinematic analysis of ball grinding process, to realize the skidding mechanism. The effects of grit size, load, and spindle speed on the grinding characteristics is investigated by using a new ultra-precision ball grinding machine to search the optimum operating conditions of this machine.
For the Al2O3 ceramic ball made in Taiwan, experimental results show that the converge rate to a saturated value for the sphericity and the removal rate increase with increasing grit size, load, or spindle speed. The sphericity increases when grit size or spindle speed increase, but is doesn’t depend on load. The surface roughness increases with increasing grit size, but it is independent of load or spindle speed. The sphericity increases with increasing removal rate using the same grit size and load. Under a certain operating parameter, the mean diameter decreases with increasing grinding time, but surface roughness and removal rate don’t change with increasing grinding time. Experimental results show that the best sphericity can achieve 1.5 μm. For Al2O3 ceramic ball made in Japan, the grinding characteristics are the same as Al2O3 ceramic ball made in Taiwan in qualitative analysis. However, the higher removal rate, the higher sphericity, and the higher surface roughness can be qualitatively obtained for Japanese ceramic’s ball by using the present machine.

中文摘要...............................................I
英文摘要...............................................II
總目錄.................................................III
圖目錄.................................................V
表目錄.................................................VIII
符號說明...............................................IX
第一章 緒論...........................................1
1.1 研究動機..........................................1
1.2 文獻回顧..........................................2
1.2.1 鋼球研磨........................................2
1.2.2 陶瓷球研磨......................................3
1.3 本文重點..........................................5
1.4 本論文架構........................................5
第二章 設計原理與理論分析.............................9
2.1 設計原理..........................................9
2.1.1 球研磨機之真瓶頸現象............................9
2.1.2 高速滑動研磨機制................................11
2.1.3 量產需求........................................11
2.2 球之運動分析......................................14
2.2.1 球運動模式......................................14
2.2.2 球的力與力矩分析................................15
2.3 阻尼控制..........................................25
第三章 實驗設備與實驗方法.............................28
3.1 實驗設備及量測儀器................................28
3.1.1 新超精密球加工機................................28
3.1.2 量測儀器........................................29
3.2 實驗條件..........................................29
3.3 實驗步驟..........................................32
第四章 實驗結果與實驗討論.............................35
4.1 磨粒尺寸對研磨特性之影響..........................35
4.2 加工負荷對研磨特性之影響..........................45
4.3 主軸轉速對研磨特性之影響..........................50
4.4 日本製氧化鋁陶瓷球之試作..........................62
第五章 結論與未來展望.................................69
5.1 結論..............................................69
5.2 未來展望..........................................70
參考文獻...............................................71

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