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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳麒翔
研究生(外文):Chi-Hsiang Chen
論文名稱:人性化端銑刀與鑽頭研磨資料庫系統開發
論文名稱(外文):The study of humanistic end-mill and drill database system for 5-axis tool grinding
指導教授:李炳寅李炳寅引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與機電工程研究所
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:238
中文關鍵詞:研磨製程關聯式資料庫表面粗糙度搜尋系統
外文關鍵詞:Grinding processRelational databaseSurface roughnessSearching system
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由於現代切削技術之快速發展,對於各種類型之高精度刀具要求相當地迫切需要,而刀具之刀刃研磨是刀具製造最後且最重要的過程,也是決定刀具幾何形狀、切削性能、刀刃磨耗與壽命之關鍵。目前主流的刀具研磨CAD/CAM軟體大部份採用模組化介面,然而,由於它並非是一種開放式的架構,所以不適合設計者去開發新的刀具。因此本論文將應用鼎維公司所生產的CNC五軸工具磨床,並配合開放式刀具開發CAM系統,規劃與分析端銑刀、鉸刀與鑽頭的研磨製程,建立此三種切削刀具的資料庫系統,依據刀具之特徵合計共有4802筆資料建立於關聯式資料庫中。並且分析研磨性能與進退刀研磨製程以運用在刀具設計以及刀具離隙面粗糙度的預測上。在資料庫系統的搜尋部分,利用SQL語法撰寫搜尋刀具的演算法,並以C++ Builder語言程式來開發系統的人機介面。由實驗結果顯示,對於刀具整體加工時間的效率可以提升2~10%;對於表面粗糙度的預測系統而言,其預測誤差值皆低於7%。此外,系統穩定度測試結果顯示,在各種刀具的搜尋模式下,皆能正確的搜尋與開啟刀具資料。因此,本論文所成功開發的人性化資料庫系統相當具有彈性與便利性,可以較為容易開發新刀具,而整體加工時間也可以改善並提升產品生產力。
Due to the rapid development of cutting technology in recent years, various types of sophisticated cutting tools are required in the market. The grinding for cutting edges of tools is known as the most important and the final procedure of manufacturing. It is also a critical issue for determining geometry shapes, cutting performance, wear on the cutting edge, and tool life. The mainstream of CAD/CAM software for tool grinding is the modular-based interface. However, it is not suitable for designers to develop new cutting tools owing to it is not an open structure. This thesis aims at using a five-axis CNC tool grinder and open-based software to plan and analyze the grinding processes for end-mills, reamers, and drills. We also establish the database system for these three kinds of tools. A total of 4802 data were established in the relational database according to the characteristics of tools (e.g. types, diameter, radius, etc). The efficiency of the performance of grinding, and the grinding processes of approach and retract was analyzed for tool design and the prediction of the surface roughness of relief faces. For the searching system of the tool database, the SQL syntax was utilized to write the searching algorithms, and the human machine interfaces of the system were developed by C++ Builder. The experimental results show that the efficiency is improved approximately up to 2~10% by the overall machining time, and the error is lower than 7% for the surface roughness prediction system. Furthermore, for the stability testing result of the system, the tool searching system can find out the correct tool data for these three cutting tools. Therefore, the proposed system shows that it is flexible and convenient for one to design new cutting tools, and the overall machining time can be saved to improve the company productivity.
中文摘要…………………………………………………………i
英文摘要…………………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………………v
表目錄……………………………………………………………viii
圖目錄……………………………………………………………x
第一章緒論………………………………………………………1
1.1研究動機………………………………………………………1
1.2研究目的………………………………………………………2
1.3研究流程………………………………………………………3
1.4內容大綱………………………………………………………6
第二章理論基礎…………………………………………………7
2.1刀具幾何理論…………………………………………………7
2.1.1端銑刀具幾何………………………………………………7
2.1.1.1直角端銑刀幾何形狀……………………………………13
2.1.1.2球型端銑刀幾何形狀……………………………………25
2.1.1.3圓鼻端銑刀幾何形狀……………………………………27
2.1.2鉸刀刀具幾何………………………………………………30
2.1.3鑽頭刀具幾何………………………………………………33
2.2砂輪規格………………………………………………………37
2.3關聯式資料庫理論……………………………………………41
2.3.1關聯式資料庫模組…………………………………………41
2.3.2關聯式資料庫………………………………………………42
2.3.3正規化理論…………………………………………………44
2.3.4關聯代數運算………………………………………………49
2.3.5結構化查詢語言SQL………………………………………52
2.4C++ Builder資料庫連結架構與開發環境…………………57
2.4.1Single-Tier單層架構……………………………………57
2.4.2Two-Tier雙層架構…………………………………………58
2.4.3Multi-Tier多層架構………………………………………59
2.4.4C++ Builder資料庫開發環境……………………………60
2.5Abductive網路………………………………………………64
第三章實驗設備與軟體程式開發工具 ………………………68
3.1 KEE JAAN TP-300AE砂輪量測儀…………………………68
3.2 Surfcorder SEF-3500 表面粗糙度測定器 ………………69
3.3 Zoller genius3刀具量測儀 ………………………………70
3.4 TOP M40工具磨床…………………………………………71
3.5 TOP TG-5 PLUS工具磨床…………………………………72
3.6 COREWARE GUTS刀具開發工具…………………………74
3.6.1 GUTS特色 …………………………………………………74
3.6.2 GUTS開發環境 ……………………………………………75
3.7 Borland C++Builder 6開發工具 …………………………78
3.7.1 C++Builder特色 …………………………………………79
3.7.2 C++Builder開發環境 ……………………………………80
第四章 實驗設置與規劃 ………………………………………83
4.1 實驗流程 ……………………………………………………84
4.2 進退刀研磨製程實驗 ………………………………………85
4.2.1 實驗規劃 …………………………………………………86
4.2.2 進退刀性能評估 …………………………………………87
4.2.3 製程參數選擇 ……………………………………………88
4.2.4 製程規劃與實機測試 ……………………………………89
4.2.4.1 研磨進退刀製程規劃 …………………………………90
4.2.4.2 實際研磨進退刀測試 …………………………………102
4.3 刀具研磨性能實驗 …………………………………………103
4.3.1 實驗設計 …………………………………………………103
4.3.2 刀具研磨 …………………………………………………105
4.3.2.1 組裝砂論 ………………………………………………106
4.3.2.2 修整砂輪 ………………………………………………107
4.3.2.3 量測砂輪 ………………………………………………110
4.3.2.4 刀具製程參數設定 ……………………………………112
4.3.2.5 實際刀具研磨加工 ……………………………………121
4.3.3 刀具幾何檢驗 ……………………………………………123
4.3.4 刀具表面粗糙度量測 ……………………………………130
第五章 實驗結果與分析 ………………………………………132
5.1 進退刀研磨製程分析 ………………………………………132
5.2 刀具研磨性能分析 …………………………………………136
5.2.1 刀具幾何檢驗與表面粗糙度量測結果 …………………136
5.2.2 量測結果分析 ……………………………………………141
5.2.3 刀具研磨表面粗糙度預估模式建立 ……………………154
第六章 刀具研磨資料庫系統 …………………………………163
6.1 刀具編碼系統 ………………………………………………164
6.2 標準刀具設計 ………………………………………………166
6.2.1 端銑刀 ……………………………………………………168
6.2.2 鉸刀 ………………………………………………………174
6.2.3 鑽頭 ………………………………………………………176
6.3 關聯式刀具資料庫 …………………………………………177
6.4 系統程式開發 ………………………………………………181
6.5 刀具刃口的表面粗糙度預測 ………………………………189
6.6 系統穩定度測試 ……………………………………………190
6.7 系統開發成果 ………………………………………………191
第七章 結論與未來展望 ………………………………………196
7.1 結論 …………………………………………………………196
7.2 未來展望 ……………………………………………………197
參考文獻 …………………………………………………………199
附錄A 碳化鎢圓棒材質證明 ……………………………………202
附錄B Abductive網路分析之表面粗糙度預測數學式…………203
附錄C 系統穩定度測試結果 ……………………………………206
附錄D 人性化端銑刀與鑽頭研磨資料庫系統簡介 ……………227
Extended Abstract………………………………………………233
簡歷 ………………………………………………………………238
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[36] 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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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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