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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:朱享仁
研究生(外文):CHU-HSIANG-JEN
論文名稱:線性馬達工具機組裝實務應用與分析
論文名稱(外文):The Practical Application and Analysis for the Assembly of Machine tool with Linear Motors
指導教授:紀華偉
指導教授(外文):Hua-Wei Chi
學位類別:碩士
校院名稱:大葉大學
系所名稱:機械工程研究所碩士在職專班
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:高速切削高速進給線性馬達
外文關鍵詞:High speed cuttingHigh speed traverseLinear motor
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中文摘要

由於提昇生產效率的需求,工具機之研發莫不朝向高速化發展,近年來高速切削之相關技術蓬勃發展、高速切削加工技術已成為目前機械加工的主流發展技術,為達成高速化的目的,以往傳統滾珠螺桿搭配旋轉伺服馬達的進給系統已不敷高速之需求,取而代之的是具有高推力、高加減度的線性馬達進給系統,線性馬達應用於工具機進給系統,可大幅提高精度、高速度、與加速度,為傳統工具機帶來結構性的改變。
本文以滾齒型工具機為載具,搭載線性馬達一次側及二次側作為直線進給軸與旋轉進給軸的伺服驅動元件,及以有限元素分析軟體對機台底座、立柱作結構分析、一次側及二次側之選用、一次側及二次側之實物組裝、三軸組裝完成後之精度量測;並完成機台之組裝及工件實物切削已敷精度之需求及認證。由於齒型加工零件市場潛力大,採用線性馬達工具機加工時可提升加工進給的速度與加速度,有效減少加工製程並縮短加工時間,也可幫助生產者創造更高利潤。

關鍵字:高速切削,高速進給,線性馬達
ABSTRACT

Recently, the research and development of machine tools tend to improve the production efficiency, and for the sake of satisfying such a requirement, high speed machining technology has played an important role in this trend. Accordingly, the conventional feed drive by means of ball-screw servo system can’t reach the requirement, and it is gradually replaced by the linear motor drive system due to such possesses the advantages of high speed, high accuracy, long travel distance, and so on. In other words, by applying the linear motor technology to the feed drive system of machine tools can effectively improve the driving dynamic characteristics and reduce the machining time to make greater profits for manufacturers. The linear motor technology indeed brings on a revolution in these years.
By taking the gear hobbing machine as an example, this study concentrates on the practical issue in developing the high speed, high accuracy, and high stable machine tools with linear motor drive systems. The methods for carrying out the essential tasks, e.g., specifications of feed drives, finite element analysis for the bed and the column of structures, the selection and assembly for the primary and secondary sections of the linear motor, accuracy inspection, cutting test, etc., are presented in this work. Due to the great potential for gear manufacturing market, the gear hobbing machine integrated with linear motors can effectively reduce the processing time to make greater profits for producers.

Key Words:High speed cutting ,High speed traverse, Linear motor
目錄

封面內頁
簽名頁
授權書 iii
中文摘要 iv
英文摘要 v
誌謝 vi
目錄 vii
圖目錄 x
表目錄 xiii
符號說明 xiv

第一章 緒論
1.1研究動機與目的 1
1.2本文之架構 2
第二章 線性馬達與傳統導螺桿差異比較 3
2.1直接驅動與間接驅動差異 3
2.2感應式馬達和同步式馬達性能 6
2.3線性馬達技術驅動系統的優點 7
第三章 線性馬達工具機簡介
3.1臥式工具機簡介 10
3.1.1二軸重疊動柱式 11
3.1.2二軸重疊定柱式 12
3.1.3三軸重疊動柱式 12
3.1.4三軸重疊定柱式 12
3.2 Box-in-Box架構 15
3.2.1 Box-in-Box架構優點為 17
3.2.2以Box-in-Box工具機之難題 18
第四章  線性馬達工具機系統技術
4.1載具之架構 20
4.2 結構技術 23
4.2.1三軸重疊架構的優點 22
4.3 結構剛性 23
4.3.1載具底座結構件分析 24
4.3.2立柱結構件分析 25
4.3.3頭座結構件分析 26
4.4 線性馬達進給機構應用 27
4.4.1線性馬達構造原理 28
4.4.2線性馬達的組成要素 29
4.5 線性馬達應用與組裝 30
4.5.1線性馬達的選用 30
4.5.2線性馬達二次側選用 34
4.6線性滑軌選擇 35
4.6.1冷卻系統的選用 36
4.6.2冷卻迴路的組裝 37
4.7週邊系統 38
4.7.1切削排屑系統 38
4.7.2切削防護系統 38
4.7.3配重系統 39
4.7.4輔助煞車系統 39
4.8線性馬達組裝程序 40
4.8.1 線性馬達組裝步驟 40
4.8.2 組裝一次側 41
4.8.3 組裝二次側 41
4.8.4 氣隙誤差 43
4.9載具組裝實務分析 43
4.9.1檢測系統 54
4.9.2光學尺檢測 55
4.9.3三軸靜態精度量測 56
4.9.4循圓量測 58
4.9.5軸向定位精度與重覆精度量測 60
4.9.6雷射干涉儀量測 61
第五章 結論       62
參考文獻 64
參考文獻

【1】張恩生﹐2001、3月“線性馬達工具機高速化尖兵”機械工業雜誌216期pp.232-235
【2】曾我部正豐、張哲堅﹐2004、3月“線性馬達的最新技術及應用”機械工業雜誌252期pp.189-192。
【3】龔宣任﹐2002、3月“線性馬達高速加工機”機械工業雜誌228期pp.104-110。
【4】技術通報2002、3月98期﹐pp.1-35
【5】林清源、張恩生、龔宣任﹐2003、3月“線性馬達高速加工機技術發展分析”機械工業雜誌240期pp.134-142。
【6】林清源、張恩生、龔宣任﹐2004、3月“線型工具機技術
發展機械工業雜誌252期pp.91-98。
【7】林文達、簡瑞榮、蕭錫鴻、王仁傑、劉榮井﹐2004、3月“臥式Box-inBox線型工具之發展及技術現況”機械工業雜誌252期pp.114-122。
【8】林清源、林上瑜﹐2005、3月“線型工具機技術發展與應用”台灣工具機產業專刊。pp.109-116。
【9】黃祥峰﹐2001、3月“臥式綜合加工機未來發展趨勢”機
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【10】THK超重負荷/高剛性裝有求保持器的LM導軌,公司型錄。
【11】張恩生﹐2001、3月“線性馬達工具機高速化尖兵”機 械五金工業。pp.232-235
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【13】林清源、張恩生﹐2005、3月“先進線性工具機技術整合
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【14】吳義均、李明晟﹐2004、3月“高速伸縮護蓋技術發展”
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【17】HIWIN﹐ 2007、5月。
【18】Mazak﹐ 2004、9月。
【19】Mandelli Thunder﹐ 2003、5月。
【20】Makino J66 ﹐2001、2月。
【21】Deckel Maho DMC63H ﹐2002、1月。
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