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研究生:陳建龍
研究生(外文):CHEN, CHIEN-LUNG
論文名稱:氧化鋁陶瓷材料銑削加工參數最佳化分析
論文名稱(外文):Analysis of Optimization Milling Parameters of CNC Machine for Alumina Ceramic
指導教授:張振龍
指導教授(外文):CHANG, CHENG-LONG
口試委員:廖能通歐乃瑞張振龍
口試委員(外文):LIAO, NENG-TUNGOU, NAI-RUICHANG, CHENG-LONG
口試日期:2020-07-28
學位類別:碩士
校院名稱:修平科技大學
系所名稱:精密機械與製造科技碩士班
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:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:47
中文關鍵詞:氧化鋁陶瓷材料進給速率
外文關鍵詞:Aluminaceramic materialsfeed rate
相關次數:
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氧化鋁陶瓷材料已逐步成為許多產業的需求,尤其應用在科技產品的製程中日益增加,此種材料的加工有別於傳統加工模式,有其高硬度、易脆、尺寸控制困難等限制,因此,如何在銑削時有效且最佳的設定加工參數,如主軸轉速、進給速率、側向切深及刀具深度等,達到最佳的銑削加工效能,是個值得深入探討研究的議題。
本研究探討鑽石PCD銑刀應用於氧化鋁陶瓷材料加工之切削參數,以直徑Ø6mm、刃口長度10mm的2刃端銑刀進行平面銑削加工,並利用田口法規劃實驗,針對主軸轉速、進給速率、側向切深及刀具深度等對主軸負載、刀具磨耗和材料移除率的影響。
實驗結果得出,主軸轉速10000rpm、切削進給率20mm/min、側向切深0.001mm、刀具深度4mm,為最佳化主軸負載下之加工參數。以材料移除率為基礎,最佳切削參數為:主軸轉速10000rpm;進給率20mm/min;側向切深0.02mm;刀具深度8mm。然以刀具磨耗為考慮,則最佳參數為:主軸轉速10000rpm;進給速率10mm/min;側向切深0.005mm;刀具深度8mm。
Alumina ceramic materials have gradually become the needs of many industries, especially in the process of scientific and technological products are increasing, the processing of this material is different from the traditional processing mode, has its high hardness, brittle, size control difficulties and other limitations. Then, it is worthy of in-depth study that to cut the efficient and best set processing parameters, such as spindle speed, feed rate, lateral cutting depth and tool depth, to achieve the best milling efficiency.
This study explores the cutting parameters of the diamond PCD milling tool applied to the processing of alumina ceramic materials, by using the surface milling of a 2-blade end mill tool. It is a diameter of 6mm and a cutting edge length of 10mm, and the use of the field method to plan the experiment, which has the effect on tool wear and material removal rate such as spindle speed, feed rate, lateral cutting depth and tool depth.
The experimental results show that the best cutting parameters are spindle speed 10000rpm, feed rate 20mm/min, and lateral cut depth of 0.001mm and tool depth of 4.0mm for spindle loading. The best cutting parameters are spindle speed 10000rpm, feed rate 20mm/min, and lateral cut depth of 0.02mm and tool depth of 8.0mm for material removal rate. However, taking the tool consumption as consideration, the best parameters are spindle speed 10000rpm, feed rate 10mm/min, and side-cut depth 0.005mm, tool depth 8.0mm.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號對照表 viii
第一章 緒論 01
1.1 前言 01
1.2 文獻回顧 01
1.3 研究動機 04
1.4 論文構成 04
第二章 相關理論與研究方法 06
2.1 切削理論 06
2.1.1正切削 06
2.1.2銑削 07
2.2切削條件 09
2.3 陶瓷材料 10
2.3.1氧化鋯 10
2.3.2碳化矽 11
2.3.3氧化鋁 11
2.4田口法理論 12
2.4.1品質損失函數 12
2.4.2雜音因子 12
2.4.3因子的分類 13
2.4.4直交表(Orthogonal Arrays)的應用 13
2.4.5參數設計 14
第三章 實驗步驟與驗證 17
3.1田口法實驗分析 17
3.1.1參數設計步驟 18
3.1.2變異數分析 18
3.2 實驗步驟 20
3.3 實驗因子規劃步驟 21
3.4 實驗設備 24
3.4.1 CNC切削中心機 24
3.4.2工作物夾持與準備 26
3.4.3刀具夾持工具 28
3.4.4刀具 29
3.5量測設備 32
3.5.1表面粗糙度儀 32
3.5.2深度規 32
3.5.3 3D量測探針頭 33
3.5.4刀長雷射量測儀 34
3.6刀具路徑模擬測試 35
第四章 結果與討論 36
4.1主軸負載分析 36
4.2材料移除率分析 39
4.3刀刃磨耗分析 41
第五章 結論與建議 45
5.1結論 45
5.2建議 45
參考文獻 46
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