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研究生:鍾林樹
研究生(外文):Lin-Shu Chung
論文名稱:碳化鎢端銑刀研磨製程規劃與分析
論文名稱(外文):The planning and analysis of grinding process for end-mill of cemented tungsten carbide
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:動力機械工程研究所
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:80
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由於現代切削技術日新月異,對各種類型之高精度刀具要求也相對提高。刀具之刀刃研磨是刀具製作最重要的過程,也是決定刀具幾何形狀、精度及切削性能之關鍵。使用傳統工具磨床時,限於機能不足需配予研磨附件,來進行分段研磨加工,因而喪失了部分刀具精度、影響刀具的切削性能,導致缺乏一致性和共通性之研磨依據,使得研磨作業無法標準化。

本文是將鼎維公司所生產的CNC五軸工具磨床,配合切削刀具研磨電腦輔助CAM系統,建構出完整端銑刀研磨程序與分析。刀具研磨製程規劃與分析,基本上包括了:刀具研磨加工方式、各軸向進退刀量及順序、刀刃離隙面之表面粗糙度、刀具幾何角度設定、以及研磨加工之研削參數設定等。

當進行刀具製作時,以研磨之刀具規格尺寸為依據,選用適當的砂輪規格與粒度,規劃砂輪組裝方式與所需研磨程序,配合切削刀具研磨電腦輔助CAM系統,設定適當的研磨參數,找出最佳進退刀量及順序,以節省加工時間,並藉由刀具3D模擬,達到安全的加工運動,研磨出所需之刀具。
Because the cutting method promotes much today, the high precision tool was extremely demanded in the cutting field. The tool shape, accuracy, and cutting performance depend much on the tool grinding process. Due to the limited properties of traditional tool grinding machine, some accessories must be assembled in the machine and operated it by steps. That made a low precision tool and poor tool cutting performance. Moreover, the non-consistent and the non-common in the grinding process made it impossible to construct a standard grinding process. By the constructed model and documents, a full cycle for grinding a precision tool could be got on the CNC tool grinding machine.

The main purpose of this paper was to grind a high precision tool by tool grinding CAM system and an analysis of grinding performance on a 5-axis CNC tool grinder machine made by Topwork. The basic grinding process planning and analysis for tool grinding included: grinding methods, tool geometry, sequence displacement of approach and retract in each axis, surface roughness of relief face, tool geometry angles of tool, and the grinding parameters.

In grinding a high precision tool, suitable wheels and wheel setting for grinding process should be chosen first which was based on the tool size. Then the CAM system of tool grinding will be applied for setting the appropriate parameters and find the optimal amount and sequence of approach and retract of wheel. Finally, simulated the 3D motion of tool and machine in the software, a safety cutting path could be gotten and a precision tool could be produced.
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 序論………………………………………………………… 1
1.1 研究動機…………………………………………………… 1
1.2 研究目的…………………………………………………… 1
1.3 研究流程…………………………………………………… 2
1.4 內容大綱…………………………………………………… 4
第二章 刀具幾何與研磨製程……………………………………… 5
2.1 端銑刀幾何形狀與角度…………………………………… 5
2.2 徑向切削角研磨製程……………………………………… 7
2.2.1 螺旋槽……………………………………………………… 7
2.2.2 直槽………………………………………………………… 9
2.3. 軸向切削角研磨製程……………………………………… 10
2.3.1 直線切削角………………………………………………… 11
2.3.2 曲線切削角………………………………………………… 12
2.4 離隙角研磨製程…………………………………………… 14
2.4.1 平離隙……………………………………………………… 14
2.4.2 凹離隙……………………………………………………… 17
2.4.3 偏心離隙…………………………………………………… 20
第三章 實驗設備…………………………………………………… 23
3.1 實驗材料…………………………………………………… 23
3.2 TopWork TG-5五軸工具磨床…………..………………… 24
3.3 TopWork M-40工具磨床………………….….…………… 26
3.4 GUTS刀具研磨軟體…………..………………………….. 27
3.5 CGTech VERICUT 5.3切削模擬工具……………….…… 29
3.6 KEEJAAN KJ-202影像測量系統………………………… 31
第四章 砂輪規格與選用…………………………………………… 33
4.1 砂輪規格與種類…………………………………………… 33
4.2 砂輪選用與組裝…………………………………………… 34
4.3 砂輪修整方式……………………………………………… 39
4.4 砂輪研磨點之量測………………………………………… 42
第五章 研磨製程進退刀規劃……………………………………… 45
5.1 徑向切削角………………………………………………… 46
5.1.1 螺旋槽……………………………………………………… 47
5.1.2 直槽………………………………………………………… 48
5.2 軸向切削角………………………………………………… 49
5.2.1 直線切削角………………………………………………… 49
5.2.2 曲線切削角………………………………………………… 50
5.3 離隙角……………………………………………………… 51
5.3.1 平離隙……………………………………………………… 51
5.3.2 凹離隙……………………………………………………… 53
5.3.3 偏心離隙…………………………………………………… 54
第六章 實驗結果分析……………………………………………… 56
6.1 刀刃離隙面表面粗糙度........……………………………… 56
6.2 端銑刀研磨進退刀實例分析……………………………… 63
6.3 端銑刀製程規劃與實際研磨……………………………… 67
第七章 結論………………………………………………………… 77
參考文獻 ……………………………………………………………… 78
簡歷 ……………………………………………………………… 80
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8.唐文聰, “碳化鎢端銑刀活用要點(四) 難切削材料的端銑刀加工”, 機械月刊0198期, 1992, P239-243.
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10.唐文聰, “碳化鎢端銑刀活用要點(六) 非等導程端銑刀的效果”, 機械月刊0200期, 1992, P327-331.
11.唐文聰, “碳化鎢端洗刀活用要點(七) 瓷金端銑刀的效果”, 機械月刊0201期, 1992, P293-297.
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