臺灣博碩士論文加值系統

本技術報告的目的在於探討如何使硬脆材料由脆性研削轉變為延性研削的研磨技術探討。從一開始的基本研磨理論探討，能了解砂輪藉由磨粒的崩落配合砂輪轉動和工件的往復運動而能將工件表面去除。而去除的切屑大致可分為脆性不連續切屑和延性連續切屑兩種。一般而言，較軟的金屬可得到連續的延性切屑，可得到較佳的表面精度和粗糙度。但是諸如陶瓷、玻璃、矽晶圓等硬脆材料，因本身硬度和結晶結構的關係，研磨時會產生不連續的脆性切屑，導致硬脆材料表面粗糙度不佳甚至破裂的情況發生。
然而要達到延性輪磨的條件，簡單的說，要使磨粒能微量地磨削移除工件材料，砂輪與工件之間相對震動量達到最小。硬脆材料磨削時臨界切削厚度dc值必須小於0.1μm。且機台剛性要遠大於切削剛性，如此才可達到脆性材料延性磨削目的。
所以本技術報告就藉由選用適合的砂輪和高剛性的研磨機台適當的速度和進給量、和減低研磨震動這些方面去探討，以其能使硬脆材料由脆性研削轉變為延性研削，達到高表面精度和高表面粗糙度的目的。
關鍵字：脆性切削，延性切削，厚度變異量(TTV)值，差排，次表面裂紋。

The purpose of this report is to study technology on transferring the brittle grinding to ductile grinding for hard-brittle materials. The work starts from the fundamentals to realize the cutting mechanism of grinders. The cutting chips generally can be categorized into two type intermittent chips and continuous chips. For softer metals cutting ,it can obtain better accuracy and surface roughness due to can be obtained the hard continuous chips formed in the cutting process.However,for the brittlematerials , such as ceramic,glass,silicon, ect., since the intermittentchips are formed during grinding, the breakage may occur on the surface therefore the roughness is worse.
For wheel grinding of brittle materials in ductile regine ,to miniming vibrations between wheel and workpiece critical chip thickness should be less than 0.1μm and the machine tool should have sufficient strffness to overcome the dynamic force induced in grinding operation.
This study devotes to the investigation on the selection of proper grinding wheels and high stiffness grinding machine appropriate grinding parameters, vibration reduction, etc.,so as to transfer the brittle grinding to ductile grinding for hard-brittle materials to impro-ve the surface accuracy and roughness.
Key Words : Brittle grinding, Ductile grinding, Total thickness variation(TTV)
Dislocation, Subsurface cracks.

目錄

封面內頁
簽名頁
授權書 iii
中文摘要 iv
英文摘要 v
誌謝 vi
目錄 vii
圖目錄 ix
表目錄 xi

第一章 緒論
1.1 前言----------------------------- 1
1.2 硬脆材料加工機的發展--------------- 2
1.2.1光學玻璃的加工機台----------- 3
1.2.2 模造玻璃鏡片機台------------ 6
1.2.3 精密陶瓷材料的加工機台-------- 8
1.3 研究動機與目的-------------------- 12
1.4 技術報告架構---------------------- 13
第二章 脆性磨削轉為延性磨削理論
2.1 基本研磨理論---------------------- 15
2.2 硬脆材料研磨理論------------------ 17
2.3 硬脆材料破壞理論------------------ 26
2.3.1 破壞韌性之介紹-------------- 27
2.3.2 硬脆材料延性加工之判斷---------28
2.4硬脆材料的切削刀具-鑽石砂輪 ---------- 31
2.4.1砂輪規格--------------------- 31
2.4.2加工條件--------------------- 33
第三章 硬脆材料研磨技術之探討
3.1 超硬磨料磨削技術的新發---------------38
3.2 研磨硬脆材料技術的發展現況------------40
3.2.1 砂輪的修整的介紹 --------------41
3.2.2 磨削硬脆材料方式的介紹----------43
3.3 震動對研磨硬脆材料的影響--------------50
3.3.1 精密輪磨加工機的震動問題--------51
3.3.2 減低徑向系統震動的設計原則------52
3.3.2 減低軸向系統震動的設計原則------53
第四章 硬脆材料加工實例介紹
4.1 矽晶圓研磨介紹 ----------------------55
4.2 鑽石與藍寶石基板研磨介紹--------------58
4.3 光學玻璃研磨------------------------ 60
第五章 結論------------------------------------63

參考文獻

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