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研究生:柯晟斌
研究生(外文):Sheng-pin Ko
論文名稱:振動高速銑削應用於鍍層刀具加工之研究
論文名稱(外文):Study on high speed milling withvibration using coated tools
指導教授:陳國亮陳國亮引用關係
指導教授(外文):Gwo-lianq Chern
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:機械工程系碩士班
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:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:耐磨耗性鍍層刀具振動高速切削銑削性能
外文關鍵詞:wearabilitycoated toolsvibration cuttinghigh speed millingmilling performance
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本論文主要在探討在振動高速銑削狀態時,以田口氏實驗比較類鑽碳膜(DLC)、氮化鋁鈦(TiAlN)及無鍍層等三種刀具,分別就表面粗糙度及尺寸精度等兩方面,進行實驗結果的分析與比較,並以實驗數據之分析結果比較此三種刀具之切削能力。且於相同切削條件下,改變切削速度,以比較各刀具之磨耗,藉此期望能對於鍍層刀具之銑削性能及破壞有進一步的了解。

本研究採用壓電致動器來產生微幅振動,利用振動加工機構進行振動高速銑削無氧銅,並使用表面粗度儀、工具顯微鏡來量測表面粗糙度、尺寸精度,利用田口氏實驗設計法進行分析。最後,以鍍層刀具進行高速銑削無氧銅,以工具顯微鏡量測各鍍層刀具之刀腹磨耗,觀察鍍層刀具的耐磨耗性。
This thesis mainly discussed the high speed milling (HSM) with vibration. We utilized the Taguchi method to discuss the experimental results of surface roughness and dimensional accuracy. Experiment were carried out with Diamond Like Carbon (DLC)-coated, TiAlN-coated, and uncoated cutters to investigate their cutting performance. Cutting speed was varied and tool wear was studied for further understanding of the fracture and milling performance of tools.

The vibration machining device is driven by piezoelectrical actuator. Oxygen-free copper was milled by the high speed milling mechanism with vibration. Then we measured the surface roughness, dimensional accuracy by surface profilometer and optical microscope. Eventually, we analyzed the results of the high speed milling with vibration by Taguchi method. On the side, coated tools were used to mill oxygen-free copper with high speed. Tool wear was measured by optical microscope in order to observe the wearability of coated tools.
中文摘要..................................................................i
英文摘要.................................................................ii
誌謝....................................................................iii
目錄.....................................................................iv
表目錄...................................................................vi
圖目錄..................................................................vii
第一章 緒論..............................................................1
1.1 前言.............................................................1
1.2 文獻回顧.........................................................2
1.3 研究動機與目的...................................................8
第二章 實驗原理..........................................................9
2.1 金屬切削原理.....................................................9
2.2 銑削原理........................................................10
2.3 振動銑削原理....................................................11
2.4 表面粗糙度......................................................12
2.5 刀具磨耗........................................................13
2.5.1 刀具磨耗之原因..............................................13
2.5.2 刀具磨耗之型態..............................................14
2.6 塗層薄膜........................................................16
2.6.1 薄膜製作技術................................................16
2.6.2 塗層薄膜的種類..............................................17
2.7 壓電致動原理....................................................17
2.7.1 壓電材料....................................................17
2.7.2 壓電效應....................................................18
第三章 實驗設備及儀器...................................................20
3.1 綜合加工機......................................................20
3.1.1 高速主軸及驅動系統..........................................21
3.1.2 三軸定位平台及驅動系統......................................22
3.1.3 氣壓供給系統................................................23
3.1.4 高速主軸冷卻系統............................................24
3.1.5 CCTV影像監視系統............................................25
3.2 微幅致動控制設備................................................25
3.3 銑削刀具及工件材料規格..........................................28
3.4 量測及檢測設備..................................................30
第四章 實驗規劃.........................................................33
4.1 實驗方法與步驟..................................................33
4.1.1 實驗方法....................................................33
4.1.2 實驗步驟....................................................33
4.1.3 田口法實驗..................................................35
4.2 振動加工機構振幅量測實驗........................................35
4.3 振動高速切削實驗................................................37
4.4 刀具磨耗實驗....................................................40
第五章 結果與討論.......................................................41
5.1 振動加工機構振幅量測結果........................................41
5.2 振動高速銑削實驗結果............................................44
5.2.1 表面粗糙度..................................................44
5.2.2 槽寬尺寸精度................................................52
5.3 高速銑削實驗結果................................................57
5.3.1 刀具表面溫度量測............................................57
5.3.2 刀腹磨耗實驗結果............................................59
第六章 結論.............................................................64
參考文獻.................................................................67
簡歷.....................................................................70
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