臺灣博碩士論文加值系統

碳化鎢刀具的發展已有一段時間，像是最常見的端銑刀，它的發展更是快達到了界限，所幸新興的材質也推陳出新，如碳纖維、7系列鋁合金等，端銑刀為了設計專用於特殊材質的幾何角度，刀具還可以持續的變化改進。但若是針對一些已經在市面上一段時間且常見的材質，如6系列鋁合金、S45C中碳鋼、SKD11模具鋼等，要對於這些材質再把刀具的壽命往上提升，必須以更微觀的方式去研究一把銑刀，本篇論文的目標為提升刀具用於加工SKD11熱處理鋼時的小平面壽命。
本次研究以田口實驗法找出小平面的最佳幾何角度，實驗因子為端面開槽過切距離、小平面大小、軸向切削角、端刃凹角、軸向離隙角、軸向離隙大小，以這6個因子配置L18(3^6)田口直交表，接著做刀具磨耗分析，以S/N比找出最佳因子組合，實驗結果顯示在最佳幾何因子的組合下，有助於提升小平面之壽命。

The development of tungsten carbide tools has been a period, for example the most common end mills, and its development has almost reached the limit. Fortunately, new materials such as carbon fiber and 7 series aluminum alloys have been developed. The end mills are designed for any kind of used. Dedicated to the geometry of special materials, the tool can also be continuously modified. However, if it is for some materials that have been used on the market for a period and common materials, such as 6 series aluminum alloys, S45C medium carbon steel, and SKD11 die steel, etc. For these materials to increase the tool life, we must be more microscopic to study a milling cutter. The purpose of this thesis is to improve the life of the K-land of an end mill for machining SKD11 heat-treated steel.
In this study, the way to find the optimal geometric angles of the end mill was by using the Taguchi method. The control factors were the slotted overcutting distance, K-land size, axial rake angle, dish angle, axial relief angle, and axial relief size. The Taguchi orthogonal array L18(3^6) was assigned with these six factors, and then the tool wear analysis was performed to find the optimal factor combination with the S/N ratio. Experimental results show that the life of the K-land was improved by applying the optimal factor combination.

中文摘要..........................................I
Abstract.........................................II
誌謝.............................................III
目錄.............................................IV
表目錄...........................................VI
圖目錄...........................................VII
第一章 緒論
1.1研究背景............................................1
1.2研究動機與目的.......................................1
1.3文獻探討............................................2
1.4研究流程............................................3
1.5論文架構............................................3
第二章 理論基礎
2.1端銑刀具...........................................5
2.1.1刀具刃口與旋向....................................5
2.1.2直角端銑刀各部位名稱與介紹.........................6
2.1.2.1刀具刃數.......................................7
2.1.2.2徑向切削角與螺旋角..............................7
2.1.2.3軸向切削角.....................................8
2.1.2.4小平面.........................................9
2.1.2.5端面開槽過切距離...............................10
2.1.2.6徑向離隙角....................................11
2.1.2.7軸向離隙角....................................11
2.2金屬切削概論......................................12
2.2.1切削形式........................................12
2.2.1.1逆銑削........................................12
2.2.1.2順銑削........................................12
2.2.2加工參數........................................13
2.2.2.1切線速度......................................14
2.2.2.2單刃切削量....................................14
2.2.3刀具磨耗與刀具壽命...............................14
2.2.3.1刀具磨耗方式...................................15
2.2.3.2刀具磨耗形態..................................15
2.3刀具材料..........................................18
2.4被切削材料........................................18
2.5田口方法..........................................18
2.5.1品質損失函數....................................18
2.5.2 S/N比.........................................19
第三章 實驗設備
3.1 HELITRONIC TOOL STUDIO..........................21
3.2 WALTER HELITRONIC VISION........................22
3.3 HAIMER TOOL DYNAMIC 2009........................23
3.4鼎維TOP TD SERIES 砂輪修整機......................24
3.5 WALTER HELICHECK PLUS...........................25
3.6 FANUC ROBODRILL α-D14MiA CNC加工機...............26
3.7銑刀專用影像量測儀.................................27
第四章 實驗規劃
4.1銑刀與被加工件材質................................28
4.2銑刀參數與田口配置................................28
4.3端銑刀研磨結果....................................29
4.4加工實驗方法......................................31
第五章 實驗結果與分析
5.1實驗磨耗數據......................................33
5.2實驗磨耗數據分析..................................34
5.2.1實驗數據S/N比...................................34
5.2.2實驗數據S/N表...................................41
5.3實驗驗證..........................................42
5.4實驗結果探討......................................42
第六章 結論與未來展望
6.1總結.............................................44
6.2未來展望.........................................44

參考文獻............................................45

英文論文大綱........................................46

[1]邱瑞杰，『銑削壓克力之刀具幾何角度與研磨參數最佳化分析』，國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系，碩士論文，民國105年8月。
[2]高振凱，『銑削碳化鎢之最佳化刀具幾何設計研究』，國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系，碩士論文，民國101年10月。
[3]吳俊慶，『銑削中碳鋼之最佳化刀具幾何設計研究』，國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系，碩士論文，民國105年7月。
[4]曾彥羲，『田口方法應用於高速CNC銑削加工製程之最佳參數設計』，國立高雄第一科技大學機械與自動化工程系，碩士論文，民國92年7月。
[5]曾淯聖，『銑削玻璃塑鋼之刀具最佳化設計』，國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系，碩士論文，民國105年6月。
[6]楊忠祥，『S50C中碳鋼精銑削刀具壽命之研究』，國立中興大學機械工程學研究所，碩士論文，民國101年8月。
[7]J.S. Pang, M.N.M. Ansari, Omar S. Zaroog, Moaz H. Ali, S.M. Sapuan, ”Taguchi design optimization of machining parameters on the CNC end milling process of halloysite nanotube with aluminium reinforced epoxy matrix (HNT/Al/Ep) hybrid composite,” HBRC Journal, Vol. 10, No. 2, pp.138-144, 2014.
[8]Emel Kuram, Babur Ozeclik, ”Multi-objective optimization using Taguchi based grey relational analysis for micro-milling of Al 7075 material with ball nose end mill,” Measurement, Vol. 46, No. 6, 2013.
[9]周奇輝，『碳化物鍍層刀具對銑削MAR-M247鎳基超合金之探討』，國立中正大學機械工程研究所，碩士論文，民國91年4月。
[10]洪良德，『切削刀具學』，第三版，全華出版社，民國105年。
[11]黃榮文，『工具設計』，全華出版社，民國97年。
[12]姜義浪，『切削刀具學-切削刀具研磨技術』，全華出版社，民國85
年。
[13]Walter Tool Studio Version 2.1.
[14]鍾林樹，『碳化鎢端銑刀研磨製程規劃與分析』，國立虎尾科技大學機械與機電工程研究所，碩士論文，民國95年。
[15]林維新、紀松水，『切削理論』，全華科技，民國79年。
[16]李輝煌，『田口方法 品質設計的原理與實務』，高立圖書有限公司，民國104年2月四版。