臺灣博碩士論文加值系統

本研究利用刀具狀態和振動分析技術監測加工過程中刀具磨耗和鑽削破壞，探討鑽頭不同磨耗特徵對於振動頻率的影響。實驗分為兩階段，第一階段將鑽頭鑽削致破壞，量取四種磨耗，分別為鑽頭外角磨耗、鑽腹磨耗、鑽邊磨耗和靜點磨耗，判別鑽頭破壞的順序，第二階段則是利用人工破壞模擬鑽頭四種磨耗的振動量，將不同的磨耗形式所激出的振動頻率分離出來，探討不同磨耗所對應的振動頻譜特徵。

經實驗得知鑽頭破壞是由鑽頭靜點與鑽腹開始產生，其次是鑽外角，最後為鑽邊；從振動量分離出的磨耗種類顯示出靜點所引起的振動量最小也最少，發生振動頻率在2.5kHz以下；而鑽腹、外角和鑽邊所產生的振動量較大，主要是因為鑽頭和切削孔間巨大的摩擦和衝擊力，同時產生較大的振動頻率；另外從實驗結果發現轉速引起共振與加工振動源和系統頻率相近所引起的共振，對振幅影響很大，從此得知系統設計和轉速在振動系統中為重要的影響因素。

The purpose of this study is to use tool condition, with vibration analysis technology a drill wearing and broken during the drill process can be monitor, as well as the different drill wears to vibration frequency can be investigate. The experiment is divided into two stages, the first stage is drilling till drill broken, the measured four types of out corner wear、flank wear、margin wear and chisel wear, therefore drill break processes can be described. The second stage is the use artificial damage simulation drill four wear types of vibration, the different wear types will be separate by the stirred up the vibration frequency, the characteristic of vibration frequency spectrum of different wear type will be correspond.
In experimentation, it is proved that the drill break is started from chisel and flank wear, then come to corner wear and finally to the end of the margin wear. The vibration is showed that chisel wear excites a slightly increase the amplitude of vibration, and vibration frequency are below 2.5 kHz. In the flank, out corner and margin wear have a large increase amplitude of vibration. This is due to high friction and impact forces between the drill and the machined hole walls. In addition the experimental results discovered that the rotational speed is causes by the resonance and the processing vibration source frequency closed the system frequency caused the resonance, which hugely influence to amplitude of vibrating. From there result know that the system design and the rotational speed choice in the vibrating system for the important influence factor.

摘 要 i
Abstract ii
目 錄 iii
表 目 錄 v
圖 目 錄 vi
符 號 說 明 viii
符 號 說 明 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究目的 8
1.4 論文架構 9
第二章 研究理論 10
2.1 金屬切削概論與原理 10
2.2 刀具磨耗形式 11
2.3 切屑形狀與形成 12
2.4 鑽削系統模式 14
2.4.1 強制振動 14
2.4.2 自激振動 15
2.5 頻譜量測理論 16
2.6 鑽頭磨耗型態介紹 19
第三章 鑽頭破壞實驗 20
3.1 鑽頭破壞實驗介紹 20
3.2 實驗儀器架構 20
3.3 實驗步驟 22
3.4　量測磨耗部位 23
3.5 信號分析 24
3.6 振動信號分析 24
3.6.1 探討特定頻率之原因 31
3.6.2 自然頻率信號分析 31
3.6.3 探討產生共振原因 34
3.7 鑽頭磨耗量測與定義 35
3.8 鑽頭磨耗分析 38
3.9 工件表面狀態與擴孔驗證 41
3.10 鑽頭破壞狀態 48
第四章 人工破壞實驗 51
4.1 人工破壞介紹 51
4.2 實驗步驟 52
4.3 人工破壞 53
4.3.1 人工破壞分析 53
4.4 探討人工破壞結果 68
4.5 利用人工破壞驗證磨耗順序 68
第五章 結論與建議 76
5.1 結論 76
5.2 未來研究方向與建議 78
參 考 文 獻 79

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