臺灣博碩士論文加值系統

模具鋼的加工較一般的加工件困難度來的高，也因為模具鋼生產的特性：造型變化多、對於加工時間的起伏較大、不易標準化，所以加工的過程難度高且繁瑣。
本研究運用田口方法求出精銑加工參數的最佳化。在最佳化加工參數下，能穩定的產出表面粗糙度值最小的模具。
研究發現精銑加工最佳化參數方面，表面粗糙度之影響因子排序由大到小為刀具材質、冷卻方式、切削深度、主軸轉速、進給速度；S/N值由大到小排序為刀具材質、冷卻方式、主軸轉速、切削深度、進給速度。最佳參數組合為A2冷卻方式：空氣、B2主軸轉速：6,500(rpm/min)、C1進給速度：1,200(mm/min)、D3切削深度：0.03mm、E2刀具材質：T009291。表面粗糙度值可由原設計值1.4提升為0.28。

Because of design variety on Mold Steels, the machining time fluctuates a lot and not easily to be standardized, thus the machining process on Mold Steel is more difficult and complex than general machined parts.
This research used Taguchi Methods to optimize the milling production parameters of Mold Steels to have the best surface roughness.
The results show that the factors affecting the surface roughness in order of importance are the material of cutters, cooling method, cutting depth, Spindle speed and Cutting feed. As to S/N, the most significant factor is material of cutters, and then following cooling method, spindle speed cutting depth, and cutting feed. The optimal parameters are cooling method: air, Spindle speed: 6,500(rpm/min), cutting feed: 1,200(mm/min), cutting depth: 0.03mm, cutter: T009291 and these combination can improve the surface roughness from 1.4 to 0.28.

中文摘要……….…………………………….………………………….………i
Abstract.…………………………………….…….……………………..….…ii
誌謝..………………………………………………………...…………..…iii
目錄……………………………………………………………….………….…iv
圖目錄……………………………………………………………….…..…..…ix
表目錄…………………………………………………………………………xii
第一章、 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究架構 2
1.4 研究流程 3
1.5 研究限制 3
1.6 研究章節內容 4
第二章、 文獻探討 5
2.1 鍛造模具生產流程簡介 5
2.2 JIS模具鋼 8
2.2.1 工具鋼（SK材質） 8
2.2.2 合金工具鋼（SKS、SKD、SKT材質） 8
2.2.3 高速鋼（SKH材質） 9
2.3 切削原理與理論 10
2.3.1 切削條件 10
2.3.2 刀具材質 11
2.4 表面粗糙度 12
2.4.1 表面粗糙度基本概念 12
2.4.2 表面粗糙度的量測與表示法 13
2.4.3 表面粗糙度符號表示方法 16
2.4.4 表面粗糙度量測儀器 16
2.4.5 切削條件對表面粗糙度影響 17
2.5 田口品質工程 19
2.5.1 田口方法發展歷史 19
2.5.2 基本概念 19
2.5.3 品質損失函數 20
2.5.4 品質特性與參數 21
2.5.5 田口品質工程三階段 23
2.5.6 兩階段最佳化程序（Two-stage optimization procedure） 25
2.5.7 直交表 26
2.5.8 信號雜音比（signal-to-noise ratio；SN 比） 28
第三章、 研究方法 30
3.1 實驗產品 30
3.2 實驗設備 31
3.3 實驗量測方法 36
3.4 田口實驗設計 37
3.4.1 品質特性的決定 37
3.4.2 因子、水準、直交表的選擇 37
3.4.3 田口實驗進行與收集數據 39
第四章、 實驗結果與驗證 40
4.1 樣本品質確認 40
4.2 田口實驗結果 41
4.2.1 品質特性-粗糙度實驗數據 41
4.2.2 S/N比計算 43
4.2.3 因子變異數分析-ANOVA 45
4.3 最佳化參數 45
4.4 實驗結果驗證 46
第五章、 結論及未來方向 48
5.1 結論 48
5.2 未來研究方向 48
參考文獻 49


表目錄
表1、 直交表 27
表2、實驗設備名稱、規格一覽表 31
表3、MV86A型CNC立式銑床規格表 32
表4、SJ301表面粗糙度儀規格 33
表5、EUUOtip2硬度計規格表 34
表6、精銑球刀ψ6 R3明細表 35
表7、銑床因子/水準一覽表 38
表8、因子/水準/實驗編號順序配置表 39
表9、硬度量測數據表 40
表10、因子-水準-實驗數據表 41
表11、品質特性的因子反應表 42
表12、因子-水準-SN值表 43
表13、S/N比的因子反應表 44
表14、因子ANOVA表 45
表15、粗糙度--原設計與最佳水準比較表 46
表16、S/N值--原設計與最佳水準比較表 46
表17、確認實驗比較表 46





圖目錄
圖1、模具生產流程 2
圖2、研究流程 3
圖3、鍛造模具生產流程圖 5
圖4、鍛造輪圈模具成品 6
圖5、鍛造高爾夫球頭模具成品 6
圖6、鍛造輪圈細鍛模組合零件 7
圖7、鍛造高爾夫球頭粗鍛模組合零件 7
圖8、工件表面局部放大 13
圖9、紋向圖示表示法 15
圖10、樣本長度、評估長度及量測長度關係圖 15
圖11、表面粗糙度符號 16
圖12、品質損失函數-一階損失函數 20
圖13、品質損失函數-二階損失函數 21
圖14、產品/製程參數圖 22
圖15、田口式品質工程之三階段 23
圖16、兩階段最佳化程序 25
圖17、直交表符號表示方式 26
圖18、球頭模具之公模圖 30
圖19、MV86A型CNC立式銑床 32
圖20、SJ301表面粗糙度儀 33
圖21、EUUOtip2硬度計 34
圖22、精銑成品表面粗糙度量測示意圖 36
圖23、品質特性的因子反應圖 42
圖24、S/N比的因子反應圖 44

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