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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:朱恭德
研究生(外文):Kung-To Chu
論文名稱:灰關聯分析運用於超音波加工多重品質特性之最佳化製程
論文名稱(外文):Grey relational analysis to optimize the ultrasonic machining process with multiple performance characteristics
指導教授:戴國政戴國政引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:機械工程學所
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:95
中文關鍵詞:超音波加工田口方法多重品質分析灰關聯分析
外文關鍵詞:Taguchi MethodGrey Relational analyzemultiple performance chaUltrasonic Machining
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陶瓷可以說是目前工業界中所認定硬度最高也是越來越重要的材料。目前對陶瓷加工的方法主要有研削(Grinding)、拋光(Polishing)、滾桶加工(Barrel Finishing)、超音波加工(Ultrasonic Machining)、切斷加工(Cutting)等機械加工方式,而其中又以超音波加工法最能夠有效控制陶瓷的加工品質。
超音波加工法是結合了鑽石磨削與超音波的複合加工方式來加工,更加入了電腦數值控制以便能更精準控制加工的品質。因此本研究就是使用超音波加工法來進行陶瓷的多重品質特性分析。
本研究報告分別以磨削進給、磨削轉速、切削深度及切寬比當做實驗因子,每個實驗因子分別有三個水準。並且使用田口直交表進行實驗,然後分別得到表面粗糙度與刀具磨耗的實驗結果,最後使用灰關聯理論來進行陶瓷最佳化多重品質分析,找出多重品質最佳加工條件並進行驗證實驗。
在灰關聯分析理論與田口參數設計理論所結合的灰關聯田口法,擷取田口參數設計能縮短實驗時間及成本的優點,配合灰關聯分析來求得多重品質特性之最佳的組合。
Ceramics is regarded as the most hardness, and it also be regarded as the important material in the industry. The methods of ceramics artifact are Grinding, Polishing, Barrel, Finishing, Ultrasonic Machining and Cutting. Especially the Ultrasonic Machining is the chief quality to control the ceramics products.
The way of Ultrasonic Machining is mixing Diamond Polishing and Ultrasonic join the Data Encryption for the accurate quality. Therefore, the way of ceramics artifact analysis is using ceramics Ultrasonic Machining.
Feed rate, spine speed, cutting deeps, cutting width are experiment factorial of the report. Every experiment factorial has three levels at the same time. Also, it uses Taguchi Orthogonal Array for experiment, then gets result of Surface Toughness, Cutter Wears, and use Grey Relational Theory to analyze ceramics multiple performance characteristics to test and verify in the last period.
Grey Relational Theory is mixing Grey Relational Analyze Theory and Taguchi Method. It can reduce the experiment times and cost. It’s the best collection to analyze the multiple performance characteristics.
中文摘要………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………Ⅱ
誌謝……………………………………………………………………Ⅳ
目錄……………………………………………………………………Ⅴ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅸ
表目錄…………………………………………………………………
第一章 導論………………………………………………………… 1
1.1 研究背景…………………………………………………… 4
1.2 文獻回顧…………………………………………………… 8
第二章 研究理論…………………………………………………… 6
2.1 氧化鋁陶瓷………………………………………………… 6
2.2 鑽石磨粒…………………………………………………… 10
2.3 陶瓷破壞理論……………………………………………… 15
2.3.1 陶瓷的變形機構……………………………………… 15
2.3.2 影響陶瓷材料強度的因素…………………………… 17
2.3.3 陶瓷的疲勞破壞……………………………………… 19
2.4 超音波加工理論…………………………………………… 20
2.4.1 超音波加工一般常識………………………………… 21
2.4.2 振動器、振幅擴大器之尺寸求法…………………… 23
2.5 田口之直交表……………………………………………… 24
2.5.1 自由度………………………………………………… 25
2.5.2 交互作用……………………………………………… 25
2.5.3 直交表………………………………………………… 27
2.6 灰關聯田口法……………………………………………… 28
第三章 灰色理論與架構………………………………………… 29
3.1 灰色理論簡介……………………………………………… 29
3.2 灰關聯最佳化分析………………………………………… 32
3.2.1 灰關聯空間…………………………………………… 32
3.2.1.1 因子空間…………………………………… 32
3.2.1.2 序列之可比性……………………………… 33
3.2.1.3 灰關聯生成………………………………… 33
3.2.1.4 灰關聯生成的四項公理…………………… 35
3.2.2 灰關聯度……………………………………………… 36
3.2.2.1 灰關聯係數………………………………… 36
3.2.2.2 辨識係數…………………………………… 37
3.2.2.3 灰關聯度…………………………………… 38
3.2.2.4 灰關聯序………………………………………38
3.2.3 修飾型灰關聯度…………………………………………39
3.2.3.1 吳漢雄的方式…………………………………39
3.2.3.2 溫坤禮的方式…………………………………41
3.3 灰關聯架構分析………………………………………………43
第四章 實驗方法…………………………………………………… 45
4.1 實驗材料………………………………………………………45
4.2 實驗設備………………………………………………………46
4.2.1 鑽石磨棒…………………………………………………46
4.2.2 CNC超音波加工機……………………………………… 48
4.2.3 表面粗度計………………………………………………50
4.3 實驗流程………………………………………………………53
4.3.1 實驗方法…………………………………………………53
4.3.2 灰關聯最佳化分析………………………………………54
第五章 實驗結果與分析…………………………………………… 56
5.1 刀具磨耗量與表面粗糙度……………………………………56
5.2 最佳的實驗條件………………………………………………63
5.3 變異數分析……………………………………………………70
5.3.1 變異數計算分析…………………………………………75
5.4 驗證實驗………………………………………………………84
第六章 結論與未來展望…………………………………………… 91
參考文獻………………………………………………………………93
1 唐麗英、王春和著(2000),”應用灰關聯分析法於動態系統具
多重品質特性製程最佳化之研究”,工業工程學刊 Vol.17 NO.2
PP.147~156。
2 陳啓斌、林進財、張哲雄(2000)”灰關聯應用於解田口方法多
重品質特性問題”,技術學刊 Vol.15 NO.1PP.25~33。
3 J.L. Lin著,” The use of the orthogonal array with
grey relational analysis to optimize the electrical
discharge machining process with multiple performance 。
characteristics”, International Journal of Machine
Tools & Manufacture 42 (2002) 237–244。
4 Chen, Chie-bein and Chin-Tsai Lin and Che-Wei Chang
and Cheng-pin Ho,”Grey Relation for Solving Multi-
Quality Characteristics Problems of Taguchi Methods”,
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5 葉思武編譯,”新陶瓷學”, 復文書局出版。
6 曹靜廣、汪仁雄編譯,”精密陶瓷之應用”,機械技術雜誌社印
行全華科技圖書股份有限公司出版。
7 林昇彥著,”牙科陶瓷材料切削特性”,國立清華大學碩士論
文。
8 于若軍編譯,”現代陶瓷工程學”,全華科技圖書股份有限公司
出版。
9 William F. Smith著,李春穎、許煙明、陳忠仁譯,“材料科學
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10 黃忠良編譯,”新陶瓷超精密工學”,復漢出版社出版。
11 島川正憲著,賴耿陽譯,”超音波工學理論實務”,復漢出版社
印行。
12 鐘清章編著,”田口式品質工程導論”,中華民國品質協會發
行,1996。
13 李澤昌著,” 短玻璃纖維強化聚丁烯對苯二甲酸酯複合材料之
磨耗性質研究”,國立中央大學博士論文。
14 詹志潔教授 著,”田口方法”講義,逢甲大學化工系。
15 柯俊宏著,”灰關聯分析結合田口參數設計運用於逆向工程點
群資料處理之研究”,大葉大學碩士論文。
16 溫坤禮、黃宜豐、張偉哲、張廷政、游美利、賴家瑞著,”灰關
聯模型方法與應用”,高立圖書有限公司出版。
17 江金山、吳珮玲、蔣祥第、張廷政、詹福賜、張軒庭、溫坤禮
著,“灰色理論入門”,高立圖書有限公司出版。
18 張巍嚴譯著,”超音波加工機訓練手冊”,德馬吉有限公司。
19 黃俊曄著,”放電與超音波複合加工添加TiC及SiC粉末對
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20 宋友華、張郭益著,”表面粗糙度量測參數之新趨勢”,機械月
刊第二十七卷第十一期。
21 范光照、張郭益著,”精密量具及機件檢驗”,高立圖書有限公
司出版。
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