臺灣博碩士論文加值系統

線性滑軌廣泛應用於機械產業中，屬於不可或缺傳動元件之一。主要以高剛性、高精度以此達到低摩擦並維持長時間精度的作用。業界生產線性滑軌材料選用以碳鋼與不鏽鋼為主，機械製程常見的有車削、銑削、鉋削、磨削、鑽削等五種。任一切削製程最終加工道次皆以表面粗糙度為認定品質特性指標之一，且加工過程中必須視實際狀況選用最佳組合的製程參數，最後須經由研磨製程確保尺寸精度及表面粗糙度。
本研究應用田口實驗規劃法與特性要因圖進行磨削參數的規劃調整，以最佳效率達成粗糙度維持在Ra0.40μm內為目標，探討各磨削參數對線性滑軌的影響趨勢與最佳化參數，再經由影響要因進行調整優化實驗，研究表面品質，除了表面粗糙度評估分析外，同時進行表面品質的觀測與探討。在研究成果方面，藉由田口法發現品質特性(y)影響趨勢以細磨量與進給速度為最重要因子，實驗驗證得知，碳鋼與不鏽鋼磨削參數為粗磨量0.03mm、細磨量0.002mm、修砂趟數1次、進給速度2.5mm/min為最佳參數。結果顯示在最佳參數下碳鋼表面粗糙度平均Ra0.296μm，不鏽鋼表面粗糙度平均0.292μm，符合表面粗糙度品質水準之目標且材料移除率提升2.14倍。

Linear guides are widely used in the machinery industry and are one of the most important transmission components. It is mainly used in high rigidity and high precision requirement and to achieve low friction and maintain long-term accuracy. The raw materials of linear guide in the industry are mainly carbon steel and stainless steel. The common mechanical processes include turning, milling, planing, grinding, and drilling. Surface roughness is one of the final quality characteristics indicators to the above machining process .And the optimal combination of process parameters must be selected according to the actual situation during the process. Finally, the dimensional accuracy and surface roughness must be ensured through the grinding process.In this study, the Taguchi experiment planning method and characteristic factor diagram were used to optimize the grinding parameters. The goal was to achieve the best efficiency to maintain the roughness within Ra0.40um. Also, carry out adjustment and optimization experiments through influence factors and discuss the surface quality. In addition to surface roughness evaluation and analysis, In terms of research results, the Taguchi method found that the quality characteristics (y) affect the trend with fine grinding amount and feed speed as the most important factors. Experimental verification shows that the grinding parameters of carbon steel and stainless steel are coarse grinding amount 0.03mm and fine grinding amount 0.002mm. the number of sand repairing passes once, and the feed speed 2.5mm/min. The results show that under the best parameters, the average surface roughness of carbon steel is Ra0.296μm, and the average surface roughness of stainless steel is 0.292μm, which meets the target of surface roughness quality level and the material removal rate is increased by 2.14 times.

摘要..............................i
Abstract.........................ii
誌謝.............................iii
目錄..............................iv
表目錄...........................vii
圖目錄............................ix
第一章 緒論........................1
1.1 研究背景.......................1
1.2 研究動機與目的..................2
1.3 研究方法與步驟..................2
1.4 文獻回顧.......................3
第二章 基本原理.....................6
2.1 線性滑軌(Linear Guideway).......6
2.2 砂輪(Grinding Wheel)............7
2.2.1 磨料特性與應用.................7
2.2.2 砂輪標示方法...................8
2.2.3 磨料粒度.......................8
2.2.4 砂輪硬度(磨料結合度)............9
2.2.5 磨料組織(氣孔).................9
2.2.6 砂輪的製造方法.................10
2.2.7 磨削切削類別...................11
2.3 磨削原理........................12
2.3.1 砂輪修整.......................13
2.3.2 磨削加工速度計算................13
2.3.3 磨削溫度.......................14
2.4 表面粗糙度......................14
2.4.1 表面粗糙度量測表示法............15
2.5 特性要因圖.......................17
2.6 田口式實驗方法...................18
2.6.1 品質特性與機能參數.............18
2.6.2 品質損失成本..................19
2.6.3 S/N品質計量比.................20
2.6.4 直交表........................21
2.6.5 變異數分析(ANOVA).............22
第三章 研究方法......................25
3.1 實驗流程........................25
3.2 實驗材料、研磨砂輪以及設備........26
3.2.1 實驗材料......................26
3.2.2 真空熱處理機..................27
3.2.3 平面研磨機....................28
3.2.4 表面粗糙度量測儀...............29
3.2.5 直立式光學顯微鏡...............30
3.2.6 研磨砂輪......................31
3.2.7 洛式硬度試驗機................31
3.3 田口法設計......................32
3.3.1 品質特性及因子決定.............32
3.3.2 品質特性探討分析...............33
3.3.3 研磨參數水準設定...............34
3.3.4 選用直交表.....................35
3.4 磨削加工路徑規劃.................37
第四章 結果與討論....................40
4.1 樣本品質檢測....................40
4.1.1 金屬材料表面粗糙度量測與紀錄....40
4.1.2 材料AISI 1050樣本表面粗糙度觀察..42
4.1.3 材料SUS440A樣本表面粗糙度觀察....45
4.2 田口實驗分析......................48
4.2.1 實驗數據S/N比計算...............48
4.2.2 S/N比數值分析...................49
4.2.3 品質特性(y)數值分析..............53
4.2.4 最佳化研磨參數...................56
4.2.5 因子變異數分析(ANOVA)............58
4.3 驗證實驗..........................59
4.3.1 加工驗證與檢測...................59
4.3.2 驗證結果數據分析.................60
4.3.3 最佳化與原始參數樣本比較..........62
4.4. 效益評估..........................66
第五章 結論與未來展望...................67
5.1 結論...............................67
5.2 未來展望...........................68
參考文獻...............................69
Extended Abstract......................71

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