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研究生:廖國忠
研究生(外文):Kuo-Chung Liao
論文名稱:氧化鋯陶瓷延性加工之特性研究
論文名稱(外文):A Study on the Ductile Machining of Zirconia
指導教授:蔡志成蔡志成引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系所
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:陶瓷氧化鋯
外文關鍵詞:ceramicsZirconia
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陶瓷材料具有高硬度、高強度、耐高溫、抗腐蝕和耐磨耗等特性,並廣泛地運用於電子產業以及精密模具產業上,但由於其高硬度及低韌性的特性在加工製程上常受到許多限制,技術上常以極小切削深度之延性切削進行加工以避免材料破裂,故由加工技術觀點亟需探討陶瓷材料延性切削之特性。本研究針對常用之陶瓷材料氧化鋯進行延性切削特性之研究,研究首先以Bifano [1991]破裂理論分析氧化鋯之臨界切削深度(critical depth of cut),並進一步設計實驗以探討其延性加工特性,實驗包含 (i)斜刻劃實驗以確認氧化鋯之臨界切削深度;(ii)斜車削實驗用以比較不同刀具傾角切削之表面粗糙度;以及(iii)固定切深實驗以觀察不同進給量對於表面粗糙度的影響。
研究結果顯示(i) 使用0º傾角刀具之斜刻劃實驗結果顯示,氧化鋯的臨界切削深度為1.0µm,此與前述理論預測氧化鋯之臨界切削深度1.05µm結果一致,進一步使用不同刀具傾角與切削速度之實驗結果顯示,當刀具負傾角提高至-20º時,氧化鋯的臨界切削深度可提升至2.1µm,數據顯示刀具負傾角可提高氧化鋯的臨界切削深度,唯此臨界切削深度隨切削速度增加而略微降低。(ii) 斜車削實驗結果顯示,使用較大負傾角的鑽石車刀可得到較良好的表面粗糙度,但表面粗糙度隨徑向切削深度增加而變差,然而當使用較大負傾角的刀具加工,其工件表面粗糙度隨切削深度的變化變得較平緩。(iii) 使用-20º傾角之鑽石車刀且徑向切削深度為1µm之固定切深實驗顯示,當進給量由2µm/rev.增至4µm/rev.時表面粗糙度Ra由27nm增加至64nm,但工件表面並無破裂,雖然表面粗糙度隨車削進給量增加而變差,但顯示透過高負傾角刀具之切削此材料,臨界切削深度可提升至4µm。
誌謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究目標 2
1.3陶瓷材料氧化鋯 3
1.4研究方法與步驟 5
1.5文獻回顧 5
1.5.1氧化鋯切削加工文獻 6
1.5.2刻劃文獻 7
1.5.3鑽石車削加工文獻 12
1.6本文架構 16
第二章 理論分析 17
2.1精密陶瓷材料加工 17
2.2破壞理論 19
2.3壓裂痕模式 23
2.4延性加工模式 24
2.5車削加工 26
第三章 實驗規劃 29
3.1實驗流程 29
3.2斜刻劃實驗 30
3.3斜車削實驗 31
3.4延性區域車削 32
3.5實驗設備 33
第四章 實驗結果與分析 42
4.1斜刻劃實驗結果 42
4.2斜車削實驗結果 47
4.3延性區域車削實驗結果 49
第五章 結論與展望 53
5.1結論 53
5.2未來展望 54
參考文獻 55
附錄A 鑽石特性 58
附錄B 表面粗糙度 59
附錄C 硬度試驗結果 61
附錄D臨界切削深度量測 63
附錄E 斜車削表面粗糙度量測 66
附錄F 不同進給量表面OM圖 69
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