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研究生:古詣帆
研究生(外文):Ku,Yi-Fan
論文名稱:鋁合金6061-T6微孔鑽削之積屑研究
論文名稱(外文):Study of Built-up Edge using Aluminum Alloy 6061-T6 Microdrilling
指導教授:鍾清枝鍾清枝引用關係
指導教授(外文):Tsung,Tsing-Tshih
口試委員:江沅晉張合
口試委員(外文):Chiang,Yuan-ChingZHANG,HE
口試日期:2020-06-24
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:機械工程學系數位機電碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
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:116
中文關鍵詞:人工時效鋁合金6061微孔鑽削積屑BUE
外文關鍵詞:Artificial ageingAluminum alloy 6061MicrodrillingBuilt up EdgeBUE
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本研究旨在鋁合金6061-T6微孔鑽削積屑研究,鋁合金6061-T6工件,因特殊原因在進行∅1 mm微孔鑽削時,無法大量添加切削液,只能進行乾切削或是微量添加切削液而易產生積屑(Built-up Edge),故本研究以數種不同乾切削方式及兩種不同性質切削液以微量添加方式進行,找尋適當之切削條件。
研究方法為,使用新加工法,控制進給力量,對完整去除人工時效氧化層之鋁合金,進行乾切削實驗及數種不同微量添加切削液實驗,比較出鑽削時間及積屑百分比之差異,以及找出減少BUE之適當切削條件。
經由多次實驗結果可得出五項結論,第一項為鑽頭靜點越小百分比越大則切削能力越弱,鑽削難度越高。第二項為鑽削過程中產生之積屑會影響孔之形狀及鑽削時間,第三項為微量添加切削液亦能有效減少積屑產生。第四項為以同樣切削液加工,則微量油滴效果較好。第五項為以同樣微量添加切削液方式,則水溶性切削液效果較好。

The study of Built-up Edge using Aluminum Alloy 6061-T6 Microdrilling, Aluminum alloy 6061-T6 products, for special reason when ∅1 mm Microdrilling, could not add a large amount of cutting fluid, only dry cutting or adding a small amount of cutting fluid so it is easy to produce Built-up Edge,therefore,this study uses several different dry cutting methods and two kinds of cutting oils with different properties are added in trace amounts, find the appropriate cutting conditions.
The research method is to use a new processing method to control the thrust force, for aluminum alloy with complete removal of artificial aging oxide coating, carry out cutting experiments and several different of adding cutting oil experiments, compare the difference between drilling time and chip percentage, and find the appropriate cutting conditions to reduce BUE.
Five conclusions can be obtained through the results of multiple experiments, the first project is the smaller the chisel edge of the drill,the percentage is bigger, the second project is produce Built-up Edge during drilling will affect the shape of the hole and the drilling time, the third project is small amount of cutting oil can reduce the Built-up Edge, The fourth project is processing with the same cutting oil, small amount of cutting oil is better, the fifth project is to add cutting oil in the same amount, water soluble cutting fluid is better.

目錄
摘要 1
Abstract II
誌謝 III
圖目錄 VI
表目錄 XI
第一章 前言 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 3
1.2.1 鋁合金6061-T6 3
1.2.2 高速鋼鑽頭 4
1.2.3 切削液功能 6
1.3 論文架構 8
第二章 鑽削理論分析 9
2.1 鋁合金6061-T6 9
2.1.1 機械性質與應用 9
2.1.2 時效硬化 11
2.1.3 淬火與固溶處理 12
2.2 鑽削理論 13
2.2.1 靜點 13
2.2.2 鋁合金鑽削 14
2.3 積屑(BUE) 17
2.4 切削液成份 18
2.4.1 油性切削液 18
2.4.2 水溶性切削液 18
第三章 實驗設備與方法 19
3.1 實驗設備 19
3.1.1 實驗設備架構 19
3.1.2 實驗設備作動方式 22
3.2 實驗參數及變數設定 22
3.3 檢測工具 25
3.4 量測軟體 26
3.5 實驗流程 27
第四章 結果與討論 29
4.1 鑽頭靜點之討論 29
4.2 乾切削之討論 37
4.2.1 無去除氧化層鋁合金6061-T6乾切削之討論 37
4.2.2 完整去除氧化層鋁合金6061-T6乾切削之討論 49
4.3 微量添加切削液於鑽削之討論 61
4.3.1 微量沾刷及油滴添加油性切削液於鑽削之討論 61
4.3.2 微量沾刷及油滴添加水溶性切削液於鑽削之討論 85
第五章 結論與建議 114
參考文獻 115
圖目錄
圖1-1通訊元件[1] 1
圖2-1 鋁合金6061相圖[17] 11
圖2-2 鑽頭靜點示意圖[18] 14
圖2-3 鑽削溫度分布示意圖[19] 17
圖3-1 鑽床示意圖 21
圖3-2 鑽床3D示意圖 21
圖3-3 顯微鏡 25
圖3-4 ImageJ軟體[21] 26
圖3-5 實驗流程圖 28
圖4-1 ∅0.5 mm鑽頭靜點 30
圖4-2 ∅0.6 mm鑽頭靜點 30
圖4-3 ∅0.7 mm鑽頭靜點 31
圖4-4 ∅0.8 mm鑽頭靜點 31
圖4-5 ∅0.9 mm鑽頭靜點 32
圖4-6 ∅1.0 mm鑽頭靜點 32
圖4-7 實驗室中常用之鑽頭鑽頭靜點長度 34
圖4-8 實驗室中常用之鑽頭鑽頭靜點百分比 34
圖4-9 0.5 mm ~ ∅1.0 mm鑽頭靜點長度 36
圖4-10 0.5 mm ~ ∅1.0 mm鑽頭靜點百分比 36
圖4-11 無去氧化層第一次積屑 38
圖4-12 無去氧化層第一次鑽孔 38
圖4-13 無去氧化層第一次鑽削時間 39
圖4-14 無去氧化層第一次積屑百分比 39
圖4-15 無去氧化層第二次積屑 41
圖4-16 無去氧化層第二次鑽孔 41
圖4-17 無去氧化層第二次鑽削時間 42
圖4-18 無去氧化層第二次積屑百分比 42
圖4-19 無去氧化層第三次積屑 44
圖4-20 無去氧化層第三次鑽孔 44
圖4-21 無去氧化層第三次鑽削時間 45
圖4-22 無去氧化層第三次積屑百分比 45
圖4-23 無去除氧化層鑽削時間平均 47
圖4-24 無去除氧化層積屑百分比平均 47
圖4-25 無去除氧化層鑽削時間比較 48
圖4-26 無去除氧化層積屑百分比比較 48
圖4-27 完整去除氧化層第一次積屑 50
圖4-28 完整去除氧化層第一次鑽孔 50
圖4-29 完整去除氧化層第一次鑽削時間 51
圖4-30 完整去除氧化層第一次積屑百分比 51
圖4-31 完整去除氧化層第二次積屑 53
圖4-32 完整去除氧化層第二次鑽孔 53
圖4-33 完整去除氧化層第二次鑽削時間 54
圖4-34 完整去除氧化層第二次積屑百分比 54
圖4-35 完整去除氧化層第三次積屑 56
圖4-36 完整去除氧化層第三次鑽孔 56
圖4-37 完整去除氧化層第三次鑽削時間 57
圖4-38 完整去除氧化層第三次積屑百分比 57
圖4-39 完整去氧化層鑽削時間平均 59
圖4-40 完整去除氧化層積屑百分比平均 59
圖4-41 完整去除氧化層鑽削時間比較 60
圖4-42 完整去除氧化層積屑百分比比較 60
圖4-43 沾刷油性切削液第一次積屑 62
圖4-44 沾刷油性切削液第一次鑽孔 62
圖4-45沾刷油性切削液第一次鑽削時間 63
圖4-46 沾刷油性切削液第一次積屑百分比 63
圖4-47 沾刷油性切削液第二次積屑 65
圖4-48 沾刷油性切削液第二次鑽孔 65
圖4-49 沾刷油性切削液第二次鑽削時間 66
圖4-50 沾刷油性切削液第二次積屑百分比 66
圖4-51 沾刷油性切削液第三次積屑 68
圖4-52 沾刷油性切削液第三次鑽孔 68
圖4-53 沾刷油性切削液第三次鑽削時間 69
圖4-54 沾刷油性切削液第三次積屑百分比 69
圖4-55 沾刷油性切削液鑽削時間平均 71
圖4-56 沾刷油性切削液積屑百分比平均 71
圖4-57 沾刷油性切削液鑽削時間比較 72
圖4-58 沾刷油性切削液積屑百分比比較 72
圖4-59油滴油性切削液第一次積屑 74
圖4-60 油滴油性切削液第一次鑽孔 74
圖4-61 油滴油性切削液第一次鑽削時間 75
圖4-62 油滴油性切削液第一次積屑百分比 75
圖4-63 油滴油性切削液第二次積屑 77
圖4-64 油滴油性切削液第二次鑽孔 77
圖4-65 油滴油性切削液第二次鑽削時間 78
圖4-66 油滴油性切削液第二次積屑百分比 78
圖4-67 油滴油性切削液第三次積屑 80
圖4-68 油滴油性切削液第三次鑽孔 80
圖4-69 油滴油性切削液第三次鑽削時間 81
圖4-70 油滴油性切削液第三次積屑百分比 81
圖4-71 油滴油性切削液鑽削時間平均 83
圖4-72 油滴油性切削液積屑百分比平均 83
圖4-73 油滴油性切削液鑽削時間比較 84
圖4-74 油滴油性切削液積屑百分比比較 84
圖4-75 沾刷水溶性切削液第一次積屑 86
圖4-76 沾刷水溶性切削液第一次鑽孔 86
圖4-77 沾刷水溶性切削液第一次鑽削時間 87
圖4-78 沾刷水溶性切削液第一次積屑百分比 87
圖4-79 沾刷水溶性切削液第二次積屑 89
圖4-80 沾刷水溶性切削液第二次鑽孔 89
圖4-81沾刷水溶性切削液第二次鑽削時間 90
圖4-82沾刷水溶性切削液第二次積屑百分比 90
圖4-83 沾刷水溶性切削液第三次積屑 92
圖4-84 沾刷水溶性切削液第三次鑽孔 92
圖4-85 沾刷水溶性切削液第三次鑽削時間 93
圖4-86 沾刷水溶性切削液第三次積屑百分比 93
圖4-87 沾刷水溶性切削液鑽削時間平均 95
圖4-88 沾刷水溶性切削液積屑百分比平均 95
圖4-89 沾刷水溶性切削液鑽削時間比較 96
圖4-90 沾刷水溶性切削液積屑百分比比較 96
圖4-91 油滴水溶性切削液第一次積屑 98
圖4-92 油滴水溶性切削液第一次鑽孔 98
圖4-93 油滴水溶性切削液第一次鑽削時間 99
圖4-94 油滴水溶性切削液第一次積屑百分比 99
圖4-95油滴水溶性切削液第二次積屑 101
圖4-96 油滴水溶性切削液第二次鑽孔 101
圖4-97 油滴水溶性切削液第二次鑽削時間 102
圖4-98 油滴水溶性切削液第二次積屑百分比 102
圖4-99 油滴水溶性切削液第三次積屑 104
圖4-100 油滴水溶性切削液第三次鑽孔 104
圖4-101 油滴水溶性切削液第三次鑽削時間 105
圖4-102 油滴水溶性切削液第三次積屑百分比 105
圖4-103 油滴水溶性切削液鑽削時間平均 107
圖4-104 油滴水溶性切削液積屑百分比平均 107
圖4-105 油滴水溶性切削液鑽削時間比較 108
圖4-106 油滴水溶性切削液積屑百分比比較 108
圖4-107 總鑽削時間之比較 113
圖4-108 總積屑百分比之比較 113



表目錄
表2-1 鋁合金6061元素含量[16] 10
表2-2 固溶處理厚度與時間概值[16] 12
表2-3 淬火容許時間 13
表2-4 鑽頂角角度[18] 15
表2-5 螺旋角角度[18] 15
表2-6 鑽唇間隙角角度[18] 15
表3-1 鑽床機械性能 20
表4-1 實驗室中常用之鑽頭鑽頭 33
表4-2 ∅0.5 mm ~ ∅1.0 mm鑽頭靜點百分比 35


參考文獻
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