臺灣博碩士論文加值系統

本研究目的為利用振動分析技術監測鑽頭於鑽削過程的磨耗及破壞
，並探究其表面的破壞性質和切屑的狀態。將加速規黏置於工作台的橫
向Y 軸和軸向Z 軸記錄每孔的鑽削的結果，並量測鑽削時的振動特徵，分別得到時間域和頻率域，藉由時間域及頻率域，瞭解振動信號發展的特性。在時間域，隨著鑽孔數的增加，鑽頭逐漸破壞，峰值也隨著上下劇烈振動。在頻率域，利用能量分佈在不同頻率的特性，分析頻率所代表刀具磨耗的情況。
經實驗發現鑽頭破壞前，由鑽頭外角與靜點會激發出Y 軸的振動信號，在Z 軸的振動信號則由鑽外角、鑽邊、鑽腹及靜點所激發。由磨耗情形對照拍攝的鑽頭破壞情形、切屑的不連續狀及工件表面的擴孔情況，證實鑽頭的破壞是由靜點與鑽外角破壞，接著再從鑽腹破壞，最後為鑽邊的磨耗。由工件擴孔量、鐵屑的排出與工件表面邊緣的外觀，對應振動信號特徵分析後，分析出刀具破壞時所發生的現象。

The purpose of this study is to utilize vibration analysis technology to monitor a drill wearing and broken during the drill process, as well as investigate the states of its surface destruction and iron chip. Accelerometers is stuck in horizontal Y axle and axial Z axle of the workpiece to record the results during every drilling hole, and to measure vibration characteristics for each time domain and frequency domain. With time domain and frequency domain analysis, the vibration signal developing characteristics can be described. On the time domain, as drilled holes increased, drill have be gradually broke, and the peak of frequency is also violent vibration. On the frequency domain, The power spectrum distribution property on different frequency is utilized to analyze frequency to present drill wear conditions.
In experimentation, it is discovered that before drill broken, the Y direction vibration signal caused by the drill outer corner and chisel have be excited, and the Z direction vibration signal is also caused by the drill outer corner, margin, flank and chisel have be excited. From wear condition in comparison of drilling break condition, discontinuous, iron chippings and workpiece surface reaming condition, it is proved that the drill break is started from chisel and corner wear, then come to flank wear and finally to the end of the margin wear. By workpiece reaming, iron chippings emission and workpiece surface edge, which are corresponding to the vibration signal characteristics, the drill broken phenomenon will be analyzed.

目 錄
中文摘要-------------------------------------------------------------i
英文摘要------------------------------------------------------------ii
誌謝---------------------------------------------------------------iii
目錄----------------------------------------------------------------iv
表目錄--------------------------------------------------------------vi
圖目錄-------------------------------------------------------------vii
符號說明------------------------------------------------------------ix
第一章緒論------------------------------------------------------------1
1.1前言--------------------------------------------------------------1
1.2文獻回顧----------------------------------------------------------3
1.3研究目的----------------------------------------------------------6
1.4論文架構----------------------------------------------------------7
第二章研究理論--------------------------------------------------------8
2.1鑽削理論分析-------------------------------------------------------8
2.2.1鑽削系統模式-----------------------------------------------------9
2.2.2強制振動(forced vibration)--------------------------------------9
2.2.3自激振動(self-excited vibration)-------------------------------10
2.3頻譜量測理論------------------------------------------------------11
第三章刀具振動特性----------------------------------------------------14
3.1問題描述與分析目標-------------------------------------------------14
3.1.1問題描述-------------------------------------------------------14
3.1.2分析目標-------------------------------------------------------14
3.2實驗儀器架構與步驟-------------------------------------------------14
3.3時間域與頻率域的信號分析-----------------------------------------15
3.3.1時間域的信號分析------------------------------------------------16
3.3.2頻率域的信號分析------------------------------------------------25
3.4鑽削磨耗型式的振動信號分析------------------------------------------31
3.4.1Y方向的振動信號-------------------------------------------------35
3.4.2Z方向的振動信號-------------------------------------------------41
3.5監測鑽頭磨耗----------------------------------------------------47
第四章結果驗證分析----------------------------------------------------74
4.1鑽頭破壞狀態------------------------------------------------------74
4.2切屑破壞驗證------------------------------------------------------76
4.3工件表面邊緣狀態--------------------------------------------------80
4.4擴孔驗證---------------------------------------------------------82
4.5Y方向與Z方向振幅的比較---------------------------------------------85
第五章結論與建議-----------------------------------------------------89
5.1結論-------------------------------------------------------------89
5.2未來研究方向與建議-------------------------------------------------90
參考文獻------------------------------------------------------------91

參 考 文 獻
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