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研究生:邱威侖
研究生(外文):Chiu, Wei-Lun
論文名稱:懸臂樑式可變撓性夾具系統對精密車削之影響研究
論文名稱(外文):Study of the Effect of the Cantilever Beam Type Changeale-Stiffness Fixture System on the Precision Turning
指導教授:吳忠恕吳忠恕引用關係
指導教授(外文):Wu, Jung-Shu
口試委員:王革創傅光華
口試委員(外文):Wang, Ge-ChuangFuh, Kuang-Hua
口試日期:2018-05-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:機械與機電工程學系
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:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:懸臂樑式可變撓性夾具系統無振動撓性車削表面粗糙度田口法
外文關鍵詞:Cantilever Beam Type Changeable-Stiffness Fixture SystemFlexible TurningSurface RoughnessTaguchi method
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本論文主旨在於應用懸臂樑式可變撓性夾具系統探討刀具在不同刀尖位移量下,對A6061-T6鋁合金車削加工精度之影響。實驗分為傳統剛性車削、無振動撓性車削兩個部份,並以田口法與兩因子法兩種實驗方法分析。
由迴歸分析得知,車削工件表面粗糙度好壞,會與刀具撓性、主切削力、實際切深有相對的關係。比較傳統剛性與無振動撓性車削(兩因子法)兩者實驗結果發現,無振動撓性車削(兩因子法)在同時增加設定切深與進給情況下,表面粗糙度改善率會越大。
其中,在進給0.036mm/rev、設定切深0.08mm、切速50m/min、刀尖位移量2.4μm時,無振動撓性車削(兩因子)對傳統剛性車削較佳的表面粗糙度改善率為32.39%。
The purpose of this thesis is to study of the effect of the cantilever beam type changeable-stiffness fixture system on the precision of aluminum alloy 6061-T6, in order to understand the effect of the tool fixture stiffness on the precision of the turning process. Experiment is divided into two parts, the traditional turning, the flexible turning with Taguchi method and two-factorial method.
According to the regression analysis, the surface roughness of turning has a close relationship with actual depth of cut and cutting force. Compared with the traditional turning and the flexible turning (two-factorial method), both experimental results show that the flexible turning (two-factorial method) increase the setting depth of cut and feed simultaneously, the rate of improvement of surface roughness will be bigger.
The best improvement rate of surface roughness of the flexible turning (two-factorial method) relative to traditional turning occurs at setting cut-depth 0.08mm, feeding 0.036mm/rev, tool-tip displacement 2.4μm, the surface roughness improvement rate is 32.39%.
摘要……. I
Abstract……….. II
致謝……. III
目次…… IV
圖次…… VII
表次…… XI
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究動機與目的 4
第二章懸臂樑式可變撓性夾具分析 5
2.1 撓性夾具 5
2.2 撓性夾具分析 9
第三章實驗設備與實驗規劃 17
3.1 實驗設備 17
3.1.1 CNC車床 17
3.1.2 車削刀具與實驗材料 19
3.1.3 撓性夾具 20
3.1.4表面粗糙度儀 21
3.1.5切削力量測系統 22
3.1.6游標式外徑測微器 23
3.2 實驗規劃與實驗步驟 24
3.2.1全因子法(Full-Factorial Method) 24
3.2.2田口方法(Taguchi Method) 24
3.2.2.1田口方法使用步驟 25
3.2.2.2田口式直交表(Taguchi's Orthogonal Arrays) 26
3.2.3實驗規劃 27
3.2.4 實驗步驟 32
第四章實驗結果分析與討論 35
4.1實驗結果 35
4.1.1無振動撓性車削(田口直交表"L16" ) 35
4.1.2傳統剛性車削(田口直交表"L16" ) 36
4.1.3無振動撓性車削(兩因子) 37
4.2無振動撓性車削統計與迴歸分析(田口直交表"L16" ) 38
4.2.1表面粗糙度(Surface Roughness) 38
4.2.1.1無振動撓性車削表面粗糙度統計檢定(田口直交表"L16" ) 38
4.1.1.2無振動撓性車削表面粗糙度迴歸分析(田口直交表"L16" ) 40
4.2.2主切削力(Cutting Force) 43
4.2.2.1無振動撓性車削主切削力統計檢定(田口直交表"L16" ) 43
4.2.2.2無振動撓性車削主切削力迴歸分析(田口直交表"L16" ) 45
4.2.3結果討論 47
4.3傳統剛性車削統計與迴歸分析(田口直交表"L16" ) 48
4.3.1表面粗糙度(Surface Roughness) 48
4.3.1.1傳統剛性車削表面粗糙度統計檢定(田口直交表"L16" ) 48
4.3.1.2傳統剛性車削表面粗糙度迴歸分析(田口直交表"L16" ) 50
4.3.2主切削力(Cutting Force) 52
4.3.2.1傳統剛性車削主切削力統計檢定(田口直交表"L16" ) 52
4.3.2.2傳統剛性車削主切削力迴歸分析(田口直交表"L16" ) 54
4.3.3實際切深(Actual Depth Of Cut) 56
4.3.3.1傳統剛性車削實際切深統計檢定(田口直交表"L16" ) 56
4.3.3.2傳統剛性車削實際切深迴歸分析(田口直交表"L16" ) 58
4.4無振動撓性車削統計與迴歸分析(兩因子) 60
4.4.1表面粗糙度(Surface Roughness) 60
4.4.1.1無振動撓性車削表面粗糙度統計檢定(兩因子) 60
4.4.1.2無振動撓性車削表面粗糙度迴歸關係圖(兩因子) 63
4.4.1.3驗證實驗 66
4.4.1.4表面粗糙度改善率 70
4.4.2主切削力(Cutting Force) 73
4.4.2.1無振動撓性車削主切削力統計檢定(兩因子) 73
4.4.2.2無振動撓性車削主切削力迴歸關係圖(兩因子) 76
4.4.2.3驗證實驗 79
4.4.2.4主切削力減少率 83
4.4.3實際切深(Actual Depth Of Cut) 86
4.4.3.1無振動撓性車削實際切深統計檢定(兩因子) 86
4.4.3.2無振動撓性車削實際切深迴歸關係圖(兩因子) 89
4.4.3.3驗證實驗 92
4.5 無振動撓性車削切深比(DOCR)統計與迴歸分析(兩因子) 96
4.5.1無振動撓性車削切深比統計檢定(兩因子) 96
4.5.1.1無振動撓性車削統計檢定(兩因子) 96
4.5.2無振動撓性車削切深比迴歸關係圖(兩因子) 98
4.5.3切深比減少率 101
4.6 無振動撓性車削(兩因子)表面粗糙度改善率、主切削力減少率、切深比減少率之探討 104
4.6.1無振動撓性車削實驗之探討(兩因子) 104
第五章結論 105
未來展望 105
參考文獻 106
附錄一 F分配數值表[30] 108
附錄二 T分配表[30] 109
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[29] 薛瑋帝,「雙軸向振動輔助懸臂樑式可變撓性夾具系統對精密車削之影響研究」,國立台灣海洋大學,碩士論文,民國105年。
[30] Douglas C. Montgomery 原著,黎正中、唐麗英編譯,實驗設計與分析--二版,高立圖書有限公司,2015.09。
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